從一個裝潤喉糖的小盒里,工程師趙文龍倒出幾個圓珠筆尖。他用鉗子拔下記者的圓珠筆頭,換上新筆頭,畫出流暢的線條。“你先一步用上了中國自己造的圓珠筆尖。”趙文龍告訴記者。
百米外,太原鋼鐵集團的軋鋼車間里,紅熱的不銹鋼柱被擠壓成纖細的鋼條;之后鋼鐵被拉伸成鋼絲;再切削出媒體矚目的國產圓珠筆頭。國產圓珠筆頭供貨,標志中國制造也能做強。
2月7日,記者走訪太鋼發(fā)現,圓珠筆尖鋼是一個鋼鐵老廠專精一業(yè),厚積薄發(fā)的自然結果。太鋼工程師聽取用戶反饋,不厭其煩地改進,讓不銹鋼這棵老樹上綻發(fā)新芽。
盡管中國年產圓珠筆380億支,但圓珠筆的鋼材和加工機器都是進口的,大部分利潤都被外國人賺走。這一狀況在全國兩會上被反復提及,最終被看作中國制造業(yè)大而不強的一個縮影。“這個事情為什么容易在中國公眾和媒體中引起共鳴呢?”科技部原部長徐冠華曾在2010年一次專題座談會上說,“上至國家領導人,下至剛入學的小學生,大家都要用筆。所以談產業(yè)空心化,圓珠筆這個案例是非常合適的。”
為此,科技部資助國家科技支撐計劃重點項目“制筆行業(yè)關鍵材料及制備技術研發(fā)與產業(yè)化”,核心目標就是圓珠筆頭國產化。“2011年我們接到了科技部的項目。”參與研發(fā)的工程師王輝綿說,“由制筆企業(yè)牽頭,太鋼和中科院參與。在這個項目支持下,我們2014年基本搞清了筆尖鋼的秘密。2015年到現在,我們一直在試圖讓筆尖鋼走上生產線,保證它的品質和穩(wěn)定性。”
太鋼工程師接到任務后,首先從研究機理著手。
用不銹鋼做圓珠筆尖,可以追溯到50年前的日本。一家日本小企業(yè)研發(fā)的SF20T不銹鋼,是唯一合適的筆尖鋼材料,該企業(yè)長期壟斷供應。
用一般的不銹鋼加工不了圓珠筆頭:筆尖里的孔是鉆出來的,鉆普通鋼材,褪下的螺旋狀鋼屑會堵住孔徑無法繼續(xù)。筆尖鋼沒那么韌,不會掉落螺旋鋼屑。但另一方面,筆頭頂端厚度不到0.4毫米,要切削出有臺階有溝槽的微觀結構,達到微米級精度,壓力巨大,筆尖鋼如果太脆就會在刀下開裂。
王輝綿說,研發(fā)筆尖鋼的難度在于,它不能不強韌也不能太強韌,性能區(qū)間很窄。
能化驗得到日本鋼材的大致元素配比,不等于明白該如何煉鋼。一般來說,不銹鋼用的最多的添加劑是碳、硅、錳、磷、硫、鉻,筆尖鋼則用到十幾種元素。如何添加這些元素是行業(yè)秘密,添加方法不對,元素不能均勻分布于整爐鋼水,鋼材就不合格。
“一切資料都沒有,”王輝綿說,“我們用幾十公斤的煉爐開始實驗,成千次地摸索,失敗次數已記不清了。”
要做到均勻不容易,鋼水不像一鍋菜湯好攪勻,加入的元素往往聚集不散。每次冶煉之后,要測試上千個數據,然后分析和調整。工程師們可以試著將塊狀的料磨成粉吹進去,也可以做成條和絲喂進去,憑借的是多年煉鋼經驗。
當初步試驗成功,工程師就使用一二百公斤的煉爐繼續(xù)實驗。然后是1噸規(guī)模的爐子;最終目標是45噸和90噸的大熔爐。從小試到中試,再到試生產,每一個環(huán)節(jié)都要靠耐心。目標就是看到電子顯微鏡下分布均勻的晶體,以及合格的延伸率、抗拉強度和硬度。
煉特種鋼是個精細活兒。從原料到筆尖鋼絲,需要50多道工序。趙文龍告訴記者,每一道工序都需要質量控制。如果煉鋼有微小的氣泡,鋼絲就有可能在機器上穿孔;盤條軋制時也可能會表面開裂。為了鋼絲外表不受一點刮蹭,他們在吊運鋼絲卷的時候,不能用鋼叉,而是用皮帶;之后還要用木箱包裝。
“用戶告訴我們,他們不需要100分的材料,而是需要表現穩(wěn)定的80分的材料。“趙文龍說,為了這一目標,太鋼還在改進質量的控制。
現在太鋼已經開始向貝發(fā)等制筆企業(yè)供貨。太鋼送抵用戶的鋼材量從幾噸提升到十噸以上,未來預計能夠實現進口替代。進口筆尖鋼材的價格最近已經跌了四分之一。
1月份國產圓珠筆尖鋼研制成功的消息火速傳遍全國,甚至連日推漲太鋼不銹的股票,這讓從管理層到基層的太鋼人大為驚喜。
責任編輯:肖舒
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