長風破浪會有時,直掛云帆濟滄海。
一個小小的筆頭,可窺見一個國家的生產力。中國作為“制筆大國”,一直以來依賴進口圓珠筆頭才能完成整個生產鏈的操作。實現(xiàn)圓珠筆頭自主生產,為這一刻,我們做了太多努力,到這一刻,我們等了太久。
筆尖鋼的制造困局
據介紹,圓珠筆頭的生產對加工的精度、材料的選擇上都有很高的要求。筆頭上不僅有小“球珠”,里面還有五條引導墨水的溝槽,加工精度都要達到千分之一毫米的數量級。
據介紹,1948年,中國第一支國產圓珠筆在上海豐華圓珠筆廠誕生。改革開放以后,在巨大的出口需求帶動下,制筆廠如雨后春筍一般出現(xiàn)。但企業(yè)散弱小、缺乏科研平臺、知識產權保護不足等原因,導致行業(yè)成長“內力”不足,一直制約著制筆產業(yè)技術創(chuàng)新、產業(yè)升級的步伐。
據統(tǒng)計,目前全國3000余家制筆企業(yè)中,規(guī)模較大的企業(yè)僅有250余家。制筆行業(yè)專家和企業(yè)負責人普遍認為,我們國家能自己造出宇宙飛船、原子彈,為什么生產一個小小的圓珠筆頭的“球珠”,鋼材卻要長期依賴進口?不是因為這個技術有多難,而是沒有足夠的動力去研究。
中國制筆協(xié)會名譽副理事長陳三元表示,圓珠筆看似簡單,其實涉及到一個國家制工業(yè)的方方面面,墨水研制需要化工業(yè)支持,生產設備涉及機械設計制造能力,特殊鋼材則取決于國家鋼鐵產業(yè)的科技水平。
2011年國家有關部門啟動了“制筆行業(yè)關鍵材料及制備技術研發(fā)與產業(yè)化”項目,國家撥款近6000萬元支持相關科研機構、企業(yè)針對中心墨水制造、筆頭不銹鋼線材、加工設備等開展科技攻關。項目于2015年通過“十二五”國家科技支撐計劃驗收,實現(xiàn)了一系列技術突破。
專家表示,目前國內一些知名企業(yè)的產品不比國外的差,但由于核心技術缺失,我們從生產加工到國際標準制定都缺乏主動權。
有關專家表示,一個小小圓珠筆的問題,也是我國制造業(yè)很多領域都面臨的問題。科技創(chuàng)新的步伐不能停頓,應加大投入完善產學研平臺,我們的制筆技術在提升,國外也在不停進行技術更新,要堅持不懈地追趕超越。
國產圓珠筆頭開始供貨
在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,再拉伸成鋼絲,然后切削,就得到了我們自己的國產圓珠筆頭。
數據顯示,中國年產圓珠筆380億支,但所用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?!斑@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?!?/p>
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?!?011年我們接到了科技部的項目?!眳⑴c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(xiàn)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。”
一直到2016年9月份,太鋼集團終于取得歷史性突破,制造出了自己的筆尖鋼。
據最新報道,太鋼現(xiàn)在已經開始向貝發(fā)等制筆企業(yè)批量供貨,送抵用戶的鋼材量從幾噸提升到十噸以上,未來預計能夠完全替代進口。
而與此同時,進口筆尖鋼材的價格最近已經跌了四分之一!
在太鋼車間里,不同角度連續(xù)不斷書寫800米的新制筆頭正在源源不斷地產出,還有一批安上國產筆頭的國產品牌圓珠筆。這些筆將被太鋼董事長帶到今年的全國兩會上。
太鋼的一位管理人員感慨:“或許在大家看來,筆尖鋼這件事很小,但有了筆尖鋼精神,中國制造就能做強?!?/p>
圓珠筆頭里的“工匠精神”
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。
參與研發(fā)的工程師王輝綿說,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?!?/p>
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。
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。
李克強總理說“要鼓勵企業(yè)開展個性化定制、柔性化生產,培育精益求精的工匠精神”。國家主席習近平也多次強調“工匠精神”傳承的重要性,而制造筆尖鋼,排除萬難,精細制作,不正是“工匠精神”的最好詮釋么?
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(本文由中國傳動網整理發(fā)布,部分資料來源于中國青年網、環(huán)球網、巴中在線)