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笔尖下的中国工夫——中国圆珠笔的创芯之路

来源:中国新闻网2019-09-09 17:09

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  你知道吗?中国每年生产400亿圆珠笔,首尾相接的长度可以绕地球100多圈,但却没有一支是中国完全自主制造的。9月2日,由西瓜视频出品的《中国工夫》第一期《圆珠笔突围》就讲述了太钢集团工程师的笔尖钢突围之路。

  中国能造航母,却造不出圆珠笔头

  大部分人都以为圆珠笔的制造难在圆珠,其实不然,制造圆珠笔最贵、最难的部分并不是圆珠,而是圆珠背后的球座体,其加工精度达到了千分之一毫米。制造这个球座体的钢材,俗称笔尖钢,既要能削铁如泥,又不能软烂如泥。但这种钢材工艺一直掌握在少数几个发达国家手里,每年仅从日本等国就要买上千吨的笔尖用不锈钢丝。

  2010年,日本把笔尖钢材价格上涨了15%,国内3000多家制笔企业只能勒紧裤腰带咬牙接受。如果中国自己不能制造笔尖钢,那只能接受别人的市场价格垄断,只能是装配者的角色。

  中国作为世界制造业大国,能造出航母,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”!

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  受技术封锁、无可借鉴资料,从零开始摸索配方

  为了给数百亿支圆珠笔安上“国产笔头”,国家在2011年就开启了重点技术攻关。太钢集团参与其中,决心要啃下这块硬骨头。

  笔头最顶端的厚度仅0.3-0.4毫米,极高的加工精度,对不锈钢原材料提出了极苛刻的性能要求,既要容易切削,还必须在加工时不能开裂。

  任何元素的细微变化都会影响钢材的性能,要得到符合要求的钢材,就要研究钢材中微量元素的配比。进口笔尖钢的元素成分可通过化学检测得到,而钢材的加工工艺却是核心的技术机密。

  受到国外技术封锁,太钢集团的工程在没有任何可借鉴资料的条件下,只能不断地积累数据、调整参数、设计工艺方法,成分配比从几十公斤开始测试,到用成吨的钢材开始炼制,经历过的失败不可计数。

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  经历五年不间断的磨炼,终究突破世界性难题

  一次次地失败,打击着所有人的信心。工程师们一筹莫展,家常的“和面”的灵感给他们点明了思路:面要想和得软硬适中,就要在揉搓的过程中,不断加入新“料”,慢慢调试平衡。同样道理,在钢水里加入工业“添加剂”,慢慢地提升材料的性能,不也行得通吗?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,就可以增强材料的切削性!

  太钢集团的工程师们坚信努力终究能带来回报,经过五年来数不清的失败,终于在电子显微镜下看到了“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,终于可以骄傲的写上了“中国制造”。

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  可贵的创“芯”工匠精神

  誓将笔底起风云,太钢坚持从小处做大文章,正是凭着创“芯”的工匠精神充分发挥工艺技术、装备和人才的优势,聚力攻坚,终于生产出直径2.3毫米的不锈钢钢丝,将有望完全替代进口笔头!

  从0到1,工程师花费了整整5年时光与无数次测试,终于造出“中国笔头”,为笔头用不锈钢材料的国产化、自主化进程迈出了关键一步。

  我们看到,为了实现圆珠笔的“中国制造”,背后是无数太钢人一次次的尝试和突破,这种坚持不懈、探索不止的精神着实让人感动。

  9月9日,《中国工夫》第二期《铁轨寻针》在CCTV-10《走进科学》和西瓜视频上线,让我们一起探寻磁悬浮列车上的疑点!(永文)

[ 责编:肖春芳 ]
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