中国造出圆珠笔头 有望完全替代进口

2017-01-09 14:06:44  来源:新浪科技

        【每日科技网】

  很久以来,有个事儿一直压在中国制造业的头上:

  如果不是总理说出来,估计好多人都不知道。3000多家制笔企业、20余万从业人口、年产圆珠笔400多亿支……中国已经成为当之无愧的制笔大国,但一连串值得骄傲的数字背后,却是核心技术和材料高度依赖进口、劣质假冒产品泛滥的尴尬局面,大量的圆珠笔笔头的“球珠”还需要进口。

  中国作为世界制造业大国,为何却无法实现一个小小零件的完全自主研发和生产?“圆珠笔之问”,更是“中国制造业之问”!

  在2015年11月央视播出的《对话》节目里,贝发集团董事长表示,困境依旧。

  但是,现在事情有了新变化!先看一组图:

  这就是圆珠笔的生产线

  这份文件显示,太钢完成了笔尖钢制定标准的工作!“闻新则喜、闻新则动、以新制胜”。小小“笔尖”拷问,给中国制造带来巨大启示。一支司空见惯的中国笔,书写出的是创新驱动的中国力量。

  尴尬:核心材料高度依赖进口

  在宁波贝发笔业生产线上,每年有30亿支圆珠笔下线,这个数字放大到全国是380亿支。作为世界上的圆珠笔生产国,光鲜数字的背后,却是核心材料高度依赖进口的尴尬局面。

  宁波贝发集团品质部经理徐君道说:“笔尖钢我们一般说的就是笔头部分。我进入制笔行业以来,笔头不锈钢材料都是从日本进来的,不仅是国内,国外的制笔材料不锈钢材料也是日本的。”

  笔头分为笔尖上的球珠和球座体。目前,直径0.5-1.0毫米的碳化钨球珠我国不仅可以满足国内生产需要,还大量出口。但直径仅有2.3毫米的球座体,无论是生产设备还是原材料,长期以来都掌握在瑞士、日本等国家手中。中国每年要生产380亿支笔需要用一吨12万的价格进口1000多吨生产笔尖的钢材,付出外汇1500万美元。

  这是一种来自瑞士公司的笔头一体化生产设备,生产一个小小的圆珠笔头需要二十多道工序。笔头里面有不同高度的台阶和五条引导墨水的沟槽,加工精度都要达到千分之一毫米的数量级。

  “笔头的关键部位,比如碗口,它的尺寸精度都是在两个微米,它的表面粗糙度要求在0.4微米,这样一个技术要求。”宁波贝发集团品质部经理徐君道说。

  在笔头最的地方,厚度仅有0.3-0.4毫米。极高的加工精度,对不锈钢原材料提出了极高的性能要求,既要容易切削,加工时还不能开裂,小小“笔尖”考验着中国制造。

  突破:给数百亿圆珠笔安上“中国笔头”

  为了给数百亿支圆珠笔安上“中国笔头”,国家早在2011年就开启了这一重点项目的攻关。

  太钢集团技术中心工程师王辉绵认为,钢材要制造笔头,必须用很多特殊的微量元素,把钢材调整到性能,微量元素配比的细微变化都会影响着钢材质量,这个配比找不到,中国的制笔行业永远都需要进口笔尖钢。

  为了提炼材料,太钢集团技术中心工程师王辉绵说,因为开发这个产品没有可借鉴的资料,都是从一个成分的配比从几十公斤的开始炼,各种成分加入多少这个次数没法统计了。

  笔头产品的生产工艺是国外企业的核心机密,王辉绵他们必须自主开发一套前所未有的炼钢工艺。没有任何参考,只能不断地积累数据、调整参数、设计工艺方法。

  突破的灵感来自家常的“和面”,面要想活得软硬适中,就要加入新“料”,相对应的钢水里就要加入工业“添加剂”。普通的添加剂都是块状,如果能把块状儿变细变薄,钢水和添加剂就会融合的更加均匀,这样就可以增强切削性。

  经过五年数不清的失败,在电子显微镜下,太钢集团终于看到了“添加剂”分布均匀的笔尖钢,试验在2016年9月取得成功。大规模炼钢十多次后,第一批切削性好的钢材终于出炉了。这批直径2.3毫米的不锈钢钢丝,可以骄傲的写上了“中国制造”的标志。

  在贝发笔业的测试实验室,用太钢原料生产出来的笔芯正在进行极限测试,在同一个角度下,每支笔芯都要连续不断地书写800米不出现断线情况,这已经是对这一产品的第六轮测试。

  现在,一些笔头企业已经开始使用,在未来两年有望完全替代进口。

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