钨灯丝的再结晶其温度和晶粒结构同钨丝抗下垂能力密切相关。为了对钨灯丝再结晶进行行为研究可从热力学的观点出发，用热激活过程来描述钨灯丝在升温时从形核到晶粒长大的过程。

为了区别与普通钨丝的再结晶温度的不同。特意给钨灯丝的再结晶温度定义为：钨灯丝在升温过程中，当其50%（体积分数）发生再结晶时的温度叫该钨丝的再结晶温度，与此刻对应的时间（从加热开始时算起）称为特征时间。对钨灯丝再结晶的行为研究结果是：1：需要用较高的升温速率加热从而导致钨灯丝具有较高的再结晶温度；2：再结晶时一个热激活的过程，其激活能在800-1000kJ/mol之间，其值因钨灯丝的直径的不同而不同；3：较高的升温速率导致钨灯丝具有较小的晶粒结构；4：基于再结晶温度和显微组织随升温速率而变化，形核激活能大于晶粒长大激活能；5：小角度晶界对形核激活能其支配作用，而大角度晶界则对晶粒长大激活能其支配作用。




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硬质合金笔用球珠具有硬度高、耐腐蚀、耐磨、表面粗糙度低、表面均匀充满着细小微孔等特点，并且书写时这些特征相对稳定，使得球珠对球座体的磨损减小具有出墨均匀、划线清晰、书写流利、不打滑和不冒油等优点。硬质合金笔用球珠作为超硬材料，替代不锈钢球在笔尖上应用，其耐磨性相对于不锈钢球达到飞跃式的提高。硬质合金球一般有WC-Co系和WC-Cr-Co-Ni系，其中Co含量为6％~12%，硬度一般为HV1500~1700。

硬质合金笔用球珠的材料成分及含量决定着笔珠的耐磨性。Co量越多，硬度越差，耐磨性越差。WC颗粒越细，硬度越高，耐磨性越好。Cr、Ni量越多，耐磨性越好。耐磨性并不是硬度越高就越好，耐磨金属Cr、Ni的含量同样也影响耐磨性。




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硬质合金球在加工磨削中采用金刚石微粉来磨削。所以它在正常书写情况下与纸张的磨擦产生的磨损实际上是可以忽略的。那么为什么笔头在书写时会产生的窝珠或者掉球珠的情况呢？主要是由于书写是由球珠、油墨、笔头三部分组成，我们书写时碳化钨球珠在球座体中的滚动带出油墨粘附在纸上形成字迹。一般书写过程中，碳化钨球珠在球座体中心的转速已达到轴承行业中的高速转动标准，需要有良好的润滑来保证，一旦润滑达不到保证，就会产生机械上的干磨擦。那么软的材料，耐磨性差的材料就将磨损。所以窝珠后拆下笔头，往往碳化钨球珠表面有细微划痕，但尺寸没有变化。球座体已经磨损掉了。这就是机械上典型的干磨擦造成的后果。

怎样才能保证碳化钨球珠的滚动良好，书写长度足够，我们要做的就是保证油墨的定量输出。这就牵涉到每个加工笔头的精准率。碳化钨球珠与球座的间隙以及接触面的光洁度，墨水的亲和性、槽冲的宽度、收口的间隙、球珠表面的粗糙度以及表面形貌。

所以笔头质量的好坏并不是一项单纯的问题。笔头的制造必须经过严格的测试才能达到完美的线条宽度、书写长度。其中任何一个因素变化都会造成笔头的损坏。




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硬质合金笔用球珠，在我国70年代开始研制，小批量生产后，一贯采有不锈钢球作为笔用球珠的局面被打破。硬质合金笔用球珠具有良好的耐磨性、耐腐蚀性，以及生产工艺的不断改进制造成本的降低，所以被快速普及。不仅普通配方硬质合全球用于油性笔，而且具有高耐腐蚀配方用于水性、中性笔。它是目前笔头材料使用最多及最可靠的材料。

硬质合金材料是碳化钨基合金，碳化钨-碳化钛复合基合金以及碳化钛基，碳化铬基合金等多种合金的总称。硬质合金笔用球珠常规下使用WC基合金。所以在制笔行业中，习惯称之为碳化钨球珠。实际上，上述所有基体材料加入一定量的粘结金属，都可以来生产笔用球珠，只不过每种不同的合金都具有不同的耐磨、耐蚀、磁性、硬度特性。行业中往往认为比重大、硬度高的球珠质量较好，实际上是不确切的。应根据不同的油墨及笔头材料合理正确选择才是关键。




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