測試顯示,太鋼的筆尖鋼在800米處的書寫效果跟剛開始的書寫效果是一致的,沒有由深到淺,說明它出水的均勻度、筆尖的耐磨性,基本上沒發(fā)生變化,“基本上跟國外的比較,應該說是同等的”。
日前,山西衛(wèi)視報道了太鋼集團研發(fā)、制造出了筆尖鋼的消息,該消息引起巨大轟動。過去,中國的圓珠筆筆尖鋼一直依賴進口,每年進口筆尖鋼1000多噸,花費外匯1500萬美元。太鋼集團從2011年起便參與這一項目,2014年取得成功,經過一系列測試后,現(xiàn)在,中國最大的制筆公司之一寧波貝發(fā)筆業(yè)已經開始向太鋼批量購買筆尖鋼產品,在未來兩年,將完全替代進口。
中國每年進口1000多噸筆尖鋼
中國是世界上最大的圓珠筆生產國,每年生產380億支圓珠筆,不過,圓珠筆筆尖的筆尖鋼這一核心材料卻高度依賴進口。據(jù)了解,中國每年需要用每噸12萬元的價格進口1000多噸生產筆尖的鋼材。事實上不僅我們國家,其他國家的制筆不銹鋼材料也大多從日本、瑞士進口。
筆頭分為筆尖上的球珠和球座體。目前,碳化鎢球珠我國不僅可以滿足國內生產需要,還大量出口;但直徑僅有2.3毫米的球座體,無論是生產設備還是原材料,長期以來都掌握在瑞士、日本等國家手中。
小小的球座體需要的技術卻非常復雜。在來自瑞士公司的筆頭一體化生產設備上,生產一個小小的圓珠筆頭需要二十多道工序;筆頭里面有5條引導墨水的溝槽,加工精度需要達到千分之一毫米,也就是微米的數(shù)量級。
太鋼參與科技部制筆技術研發(fā)重點項目
2011年,科技部啟動“制筆行業(yè)關鍵材料及制備技術研發(fā)與產業(yè)化”國家科技支撐計劃重點項目,目標是三年內通過技術攻關,給數(shù)百億支中國制筆安上“中國珠芯”?!皟蓵险f(xié)的一個提案給我觸動很大。我國每年生產380億支圓珠筆,但筆尖珠芯近90%來自進口,墨水80%進口或用進口設備制造。常用的圓珠筆,美國賣1.99美元,我們制筆廠利潤才1毛錢?!比珖f(xié)副主席、科技部部長萬鋼表示。
據(jù)介紹,該項目分為三個子項目,分別是:圓珠筆墨水的研發(fā)與產業(yè)化;筆頭線材及其裝備技術的研發(fā)與產業(yè)化;筆頭與墨水匹配等瓶頸問題;由貝發(fā)集團、晨光集團、上海納諾微科技公司三家企業(yè)牽頭承擔各個子項目的科技攻關。項目將實施3年(2011年6月至2014年6月),國家撥經費6000萬元,企業(yè)再分別按照1:2的比例進行資金配套,也就是每個子項目將投入1.8億元完成。
其中,太鋼集團是與貝發(fā)集團合作,參與筆頭線材及其裝備技術的研發(fā)與產業(yè)化。太鋼集團從2011年便已參與該項目。
突破的靈感來源于“和面”
2014年12月,第一批切削性好的筆尖鋼終于出爐了。這批直徑2.3毫米的不銹鋼鋼絲,驕傲地寫上了“中國制造”的標志。
太鋼集團技術中心高級工程師王輝綿表示,由于技術保密原因,“開發(fā)這個產品沒有可借鑒的資料,成分的配比從幾十公斤的開始練,各種成分加入多少,這個次數(shù)沒法統(tǒng)計了”。他們不斷地積累數(shù)據(jù),調整參數(shù),設計工藝方法,為的就是摸索出一套全新的煉鋼工藝。在這種新的工藝中,不僅需要添加各種微量元素,把鋼材調整到最適合筆尖鋼的性能,既要方便切割又要加工時不能開裂;同時,還需要將鋼材中的微量元素調配均勻,由于鋼材的硬度,加入其中的微量元素不能很好地融入,只是聚集成堆。
王輝綿表示,突破的靈感來自家常的“和面”,面要想和得軟硬適中,就要加入新“料”。相對應的,鋼水里就要加入工業(yè)“添加劑”,普通的添加劑都是塊狀,如果能把塊狀變細、變薄,鋼水和添加劑就會融合得更加均勻,這樣就可以增強切削性?!拔覀円步梃b了一些煉其它鋼的經驗,把塊狀的加入,改成‘喂線’加入”。資料顯示,喂線法是指將密度較小,容易氧化的精煉添加劑做成線材,用喂線機將其投入鋼水深處,對鋼水進行爐外精煉的一種方法。與塊狀物料投入法相比,它具有收得率高,精煉命中率高,適用于鋼中合金元素的微量調節(jié)等特點;與噴粉法相比,它具有鋼水溫度降低少,鋼中氣體含量低且設備簡單、操作容易、投資少等特點。
太鋼的筆尖鋼與進口產品是同等的
此后,太鋼不斷優(yōu)化筆尖鋼,合作的企業(yè)貝發(fā)筆業(yè)也在對太鋼生產的筆尖鋼進行測試,目前已經測試上千次。在測試機器上,隨機選出的筆尖要在不同的角度下連續(xù)不斷地書寫800米。
寧波貝發(fā)集團測試實驗室主任胡省洋表示,在800米處的書寫效果跟剛開始的書寫效果是一致的,沒有由深到淺,說明它出水的均勻度、筆尖的耐磨性,基本上沒發(fā)生變化,“所以我們現(xiàn)在用太鋼的東西,基本上跟國外的比較,應該說是同等的”。
去年,太鋼生產的筆尖鋼終于開始大生產轉化階段,如今經過兩年的試生產,筆尖鋼研制成功,國標出爐。據(jù)報道,目前貝發(fā)筆業(yè)已經開始向太鋼批量購買筆尖鋼產品,在未來兩年,將完全替代進口。此外,由太鋼負責起草的《筆頭用易切削不銹鋼絲行業(yè)標準》已經通過了全國鋼標委審核認定。