數百億支圓珠筆將安上“中國筆頭”

□王芳 胡麗娜 黃傳寶

數百億支圓珠筆將安上“中國筆頭”

□王芳 胡麗娜 黃傳寶

很多人不知道，我們日常用的圓珠筆筆尖，竟然不是國貨。2016年1月，李克強總理在太原主持召開鋼鐵煤炭行業化解過剩產能座談會上，透露了這樣一個信息：“中國在鋼鐵產能嚴重過剩的情況下，仍然進口了一些特殊品類的高質量鋼材，包括圓珠筆頭上的筆尖鋼（圓珠筆尖球座）……”

3000多家制筆企業、20余萬從業人口……我國是當之無愧的制筆大國，但卻面臨著核心技術關難以攻克、原材料高度依賴進口的尷尬局面。多年來，小小的筆尖鋼始終是中國制造業的心結之一。

2017年1月9日，太原鋼鐵集團有限公司正式向社會公布，太鋼終于生產出高性能、易切削、不開裂的筆尖專用鋼材。這意味著，太鋼啃下了自主生產筆尖鋼這塊硬骨頭，將為數百億支圓珠筆安上“中國筆頭”！

靈感來自于“和面”

2017年1月9日上午，在太鋼國家級實驗中心物理力學組實驗室內，實驗員穆鑫將一根約2毫米粗、20厘米長的鋼材固定在拉伸儀器上。桌前的標簽上寫著“筆尖用鋼”幾個字，格外醒目。

經過前期反復實驗和加工制作，一批筆尖用鋼成品進入了最后的質檢程序，穆鑫正在操作的物理力學檢測正是其中的一項。在通過物理形態、化學成分等一系列檢測后，符合國家相關標準的樣品才能被允許進入量產階段。“力學檢測主要測定產品的延伸率、抗拉強度以及硬度等物理性能……”穆鑫介紹，在筆頭最頂端的地方，厚度僅有0.3毫米～0.4毫米，極高的加工精度對不銹鋼原材料提出了極高的性能要求，既要容易切削，加工時還不能開裂。抗拉性能檢測就是原材料均勻延展性能的終極關卡，只有通過這項檢測的產品，才能滿足筆尖生產的需求。

同樣，在實驗中心的化學組實驗室，張瑞霖正坐在等離子體原子發射光譜儀前，對這批鋼材的化學成分進行測定，他要從中獲取這批鋼材中鉛和碲兩種元素的含量。鋼材要制造成筆頭，必須加入很多特殊的微量元素，才能把鋼材調整到最佳性能，任何的微量元素配比細微變化都影響著鋼材質量。鉛和碲這兩種元素正是產品易切削性的保證。“因為開發筆尖用鋼沒有可借鑒的經驗，一切都只能從零開始。從一個成分的配比、幾十公斤的試煉，到各種成分加入的多少，試驗過太多太多次……”太鋼集團技術中心高級工程師王輝綿說道。筆頭產品的生產工藝是國外企業的核心機密，太鋼要想制造，必須自主開發一套前所未有的煉鋼工藝。沒有任何參考，只能不斷地積累數據、調整參數和設計工藝方法。

王輝綿透露，此次研發突破的靈感來自山西人家里常見的“和面”。面要想“和”得軟硬適中，就要加入新“料”，相對應的生產筆尖鋼鋼水里也需要加入工業“添加劑”普通的添加劑都是塊狀的，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。

經過五年的嘗試，太鋼集團終于“和”出了“添加劑”分布均勻的筆尖鋼。2016年9月，實驗取得初步成功，后經過10多次大規模煉鋼，目前第一批切削性好的鋼材終于出爐了這批直徑2.3毫米的不銹鋼鋼絲，可以驕傲地寫上“中國制造”四個字。

加工精度達到千分之一毫米數量級

筆頭用鋼分為筆尖球珠和球座體兩個部分。其中，直徑0.5毫米～1.0毫米的碳化鎢球珠不僅可以滿足國內的生產需要，還可供大量出口但直徑2.3毫米的球座體的技術，長期以來都掌握在外國人手中。一組數據顯示，按照中國每年生產380億支筆計算，需要以12萬元/噸的價格進口1000多噸生產筆尖的鋼材。

作為世界制造業大國，我國為何無法實現筆尖鋼完全自主研發和生產？王輝綿介紹，生產一個小小的圓珠筆頭，其實需要20多道工序。筆頭里面有不同高度的臺階和多條引導墨水的溝槽，加工精度要達到千分之一毫米的數量級。筆頭的關鍵部位，比如碗口，其尺寸精度都在兩個微米，它的表面粗糙度要求在0.4微米，加工時既要容易切削，還不能開裂，這對原材料鋼材性能提出極為苛刻的要求。

為了給數百億支圓珠筆安上中國筆頭，國家早在2011年就開啟了這一重點項目的攻關，太鋼是參與企業之一。王輝綿說：“我們對各個行業的新材料、新產品都有一種敏感性，就是能發現一些行業對新材料的需求，引領這個行業的新材料的應用。”然而，盡管從業已達26年，王輝綿卻坦言：“筆尖鋼的研發一直是個難題！”“特別是李克強總理提出之后，我們借鑒了一些煉其他鋼的經驗，再通過技術改良，把塊狀加入改成‘喂線’加入，以此來保證鋼材特性的均勻。”最終，在電子顯微鏡下，王輝綿和攻關小組成員終于看到了“添加劑”分布均勻的筆尖鋼。

中國最大的制筆公司之一——寧波貝發集團相關負責人表示，他們對太鋼生產的不銹鋼線材做的筆尖做了一些應用性的測試。經過測試，應用太鋼筆尖鋼的產品出水均勻度、筆尖耐磨性基本上跟國外進口的一致。

對此，太鋼相關負責人表示，目前，國內一些筆頭企業已經陸續開始向太鋼批量購買筆尖鋼產品，未來兩年，太鋼生產的筆尖鋼有望完全替代同類進口產品。

工作人員正對筆尖鋼產品進行檢測

太鋼行業標準獲認可

好消息接踵而至，2017年1月9日，記者在太鋼獲悉，由太鋼負責起草的《筆頭用易切削不銹鋼絲》行業標準正式通過全國鋼標委審核認定。該標準的制定，填補了我國該類產品標準的空白，對于提高我國相關筆頭用鋼的生產和實物質量水平，打破國外壟斷、有效替代進口具有重要意義，必將有力促進我國鋼鐵行業的提質增效和品種優化升級。

2016年年初，李克強總理發出“圓珠筆頭之問”，引起業內強烈反響。作為不銹鋼行業的領軍企業，太鋼迅速響應，立即組織精兵強將，圍繞球座體材料國產化開展了一系列工藝技術研究攻關。在5輪近百次的試驗中，太鋼先后在材料的易切削性、性能穩定性、耐銹蝕性等7大類難題上取得突破，掌握了貴重金屬合金均勻化、夾雜物無害化處理等多項關鍵技術，為關鍵材料的國產化奠定了重要基礎。

切削不銹鋼絲的技術要求不但高而且指標參數繁多。面對國內外尚無專用的易切削不銹鋼筆頭線材標準，現有的通用標準也不適用的情況，太鋼在前期大量的試驗和實踐基礎上，著手組織起草《筆頭用易切削不銹鋼絲》行業標準，在分類及牌號、力學性能、表面質量等方面進行規范，完成了該標準的起草，經過全國鋼標委專家完善，最終成功制定出我國第一部《筆頭用易切削不銹鋼絲》行業標準。

起草和制定國家（行業）標準，是一個企業技術、裝備、工藝、產品等方面綜合實力的體現。評審會上，與會委員和專家對該標準給予高度評價，認為該標準理論研究扎實，工藝技術完備，達到國際先進水平，一致同意該標準通過審定，上報國家主管部門審批。