文章

中國製造加油 碳化鎢圓珠筆頭尚未實現國產

2017年1月4日，李克強總理在參加一個有關鋼鐵煤炭行業產能過剩的座談會時，他舉例說，中國至今不能生產模具鋼，比如圓珠筆的"球珠"都需要進口。

一石激起千層浪，如果不是李克強總理說出來，估計好多人都不知道。3000多家制筆企業、20余萬從業人口、年產圓珠筆380多億支……中國已經成為當之無愧的制筆大國，大量的圓珠筆筆頭的“球珠”還需要進口，這不等於讓最賺錢肥水流到了外國人的田裡。

當然，仔細推敲，總理說的重點不是圓珠筆的"球珠"，而是模具鋼，或從真正意義上來說，圓珠筆上的“球珠”算不上“不銹鋼”，而是硬度僅次於鑽石的碳化鎢，鎢也是生產模具鋼的主要原材料。

早期圓珠筆的筆珠使用的是普通的鋼材，長期與酸性油墨接觸，極易腐蝕，影響書寫效果和使用壽命。1957年，美國著名的制筆商派克公司（Parker）為Jotter系列圓珠筆推出T-ball替芯，率先使用碳化鎢作為筆珠。碳化鎢作為一種耐磨蝕、耐腐蝕、耐高溫氧化的高硬合金，天然適於作為筆珠材料。碳化鎢的維氏硬度1400 ～1800左右，熔點極限在3310℃，是人類制出的硬度僅次於金剛石、而高於任何其他天然礦物的高硬材料。由於熔點極高，唯有用粉末冶金法方可製備。1923年，德國的卡爾·施勒特爾在碳化鎢粉末中加入 10%～20%的鈷作為黏結劑，經過制粉、混合、壓制、燒結等步驟，得到粉末冶金高硬合金。1926年德國的軍工巨頭克虜伯公司（Krupp）開始批量生產碳化鎢硬質合金，商品名為“WIDIA”，意為“類金剛石”。

到20世紀50年代，粉末冶金法製備碳化鎢的技術和工藝流程已經較為成熟。國際上許多制筆商也紛紛效仿派克公司用碳化鎢生產圓珠筆頭。法國的比克公司最初筆珠是用不銹鋼製作，1961年改用碳化鎢，一直延續至今，形成了完善而嚴格的工藝流程。

碳化鎢圓球筆頭的製造過程需要二十多道工序。其大致是，先通過粉末冶金法制得直徑1mm的毛坯球珠，並在爐中進行硬化（harden）。接下來將球珠投入研磨拋光機（lapping machine），並加入潤滑劑和少量金剛石研磨膏（diamond dust paste），經過長達5天的研磨，得到表面光滑、形狀標準的球珠。最後，通過篩選和檢測合格的球珠才被安裝到圓珠筆頭的球座上。

雖說是看似不起眼的“珠子”，但製造卻是極精細的過程，如今，隨著材料學的發展，碳化鎢也有了許多新的競爭對手，特別是新型陶瓷材料的開發，例如氧化鋯增韌陶瓷（ZTC），我國在新材料研製方面有較大突破，據說這個類材不僅硬度等各項性能不次於碳化鎢，而且帶墨能力更好，不過相比於碳化鎢，ZTC因其製造成本的原因，還只限於製造高檔圓珠筆，主要的圓珠筆頭材料還是由碳化鎢來製造。

目前國際上的圓珠筆頭生產設備主產於瑞士，圓珠筆“鋼”材料主產於日本。相關生產技術是高級商業機密，中國製造商無從知曉，研製就像是摸著石頭過河。雖然，近期有新聞報導太原鋼鐵集團生產出了國產圓珠筆頭，消息令人鼓舞，但筆頭鋼和“筆頭球珠”是兩個概念，也就是說用碳化鎢制的“球珠“還尚未實現國產。

早期圓珠筆的筆珠使用的是普通的鋼材，長期與酸性油墨接觸，極易腐蝕，影響書寫效果和使用壽命。1957年，美國著名的制筆商派克公司（Parker）為Jotter系列圓珠筆推出T-ball替芯，率先使用碳化鎢作為筆珠。碳化鎢作為一種耐磨蝕、耐腐蝕、耐高溫氧化的高硬合金，天然適於作為筆珠材料。碳化鎢的維氏硬度1400 ～1800左右，熔點極限在3310℃，是人類制出的硬度僅次於金剛石、而高於任何其他天然礦物的高硬材料。由於熔點極高，唯有用粉末冶金法方可製備。1923年，德國的卡爾·施勒特爾在碳化鎢粉末中加入 10%～20%的鈷作為黏結劑，經過制粉、混合、壓制、燒結等步驟，得到粉末冶金高硬合金。1926年德國的軍工巨頭克虜伯公司（Krupp）開始批量生產碳化鎢硬質合金，商品名為“WIDIA”，意為“類金剛石”。

到20世紀50年代，粉末冶金法製備碳化鎢的技術和工藝流程已經較為成熟。國際上許多制筆商也紛紛效仿派克公司用碳化鎢生產圓珠筆頭。法國的比克公司最初筆珠是用不銹鋼製作，1961年改用碳化鎢，一直延續至今，形成了完善而嚴格的工藝流程。

碳化鎢圓球筆頭的製造過程需要二十多道工序。其大致是，先通過粉末冶金法制得直徑1mm的毛坯球珠，並在爐中進行硬化（harden）。接下來將球珠投入研磨拋光機（lapping machine），並加入潤滑劑和少量金剛石研磨膏（diamond dust paste），經過長達5天的研磨，得到表面光滑、形狀標準的球珠。最後，通過篩選和檢測合格的球珠才被安裝到圓珠筆頭的球座上。

雖說是看似不起眼的“珠子”，但製造卻是極精細的過程，如今，隨著材料學的發展，碳化鎢也有了許多新的競爭對手，特別是新型陶瓷材料的開發，例如氧化鋯增韌陶瓷（ZTC），我國在新材料研製方面有較大突破，據說這個類材不僅硬度等各項性能不次於碳化鎢，而且帶墨能力更好，不過相比於碳化鎢，ZTC因其製造成本的原因，還只限於製造高檔圓珠筆，主要的圓珠筆頭材料還是由碳化鎢來製造。

钨产品供应商：中钨在线科技有限公司	产品详情： http://cn.chinatungsten.com
电话：0592-5129696 传真：5129797	电子邮件：sales@chinatungsten.com
钨钼文库：http://i.chinatungsten.com	钨钼图片： http://image.chinatungsten.com
钨新闻3G版：http://3g.chinatungsten.com	钼业新闻： http://news.molybdenum.com.cn

微博

微信

• < 前一頁
• 下一個 >