圆珠笔笔头上的“黑科技”

①中国技术人员终于攻克了圆珠笔笔头的生产技术难关，将迎来中国圆珠笔笔头国产化的新时代。因此，我们不得不说说圆珠笔笔头上的“黑科技”。

②圆珠笔作为现代社会的一种大众书写工具，如今在世界上应用极广。我们现在广泛使用的圆珠笔是由匈牙利人拉季斯洛·比罗于1938年发明的。由于从事编辑职业的缘故，比罗对旧式墨水笔的弊端熟记于心，再加上速干墨水的出现，让他萌生了一个新创意，那就是在自来水笔胆管里装上这种特殊的墨水，这样写出来的字就会迅速变干了。比罗的兄弟是一位化学家，他帮助比罗解决了圆珠笔墨水的最佳黏稠度问题。比罗由此制造出了第一支名为“油溶笔”的圆珠笔。1938年6月15日，比罗兄弟俩在英国申请了圆珠笔专利之后，他们对圆珠笔进行多次改进，并先后向多个国家递交专利申请。比罗发明的圆珠笔具备了现代圆珠笔的雏形：在一根灌满速干墨水的管子顶端嵌装上一粒滚珠，借助滚珠的转动把墨水书写在纸张上。

③比罗发明的圆珠笔改进了自来水笔的吸管，并把笔头改成小圆珠——“书写点”直径为0.5-1.0毫米。 由于小圆珠能够任意转动，因此才得以把墨水均匀平滑地书写在纸面上。为了适应圆珠笔“书写点”的变革，比罗把笔芯设计成螺旋状，从而通过控制气压来控制墨水的流量。

④那么，圆珠笔的“书写点”是如何工作的呢？原来，人们在用圆珠笔书写时，在大气压力与油墨重力的双重作用下，笔芯内的油墨便会流向笔头的球座体中，并黏附在“书写点”上。书写时由于球珠的滚动而使油墨附着在纸面上，从而形成清晰、鲜艳、整洁的字迹。

⑤由于圆珠笔的“书写点”在书写时需要承受很大的压力，所以笔头的球珠需要用坚硬耐磨的材料制成。最初推向市场的圆珠笔是十分昂贵的，就是因为作为“书写点”的球珠成本很高当时的球珠是用铬和钢的合金制成的，具有很好的耐压耐磨性能。后来，碳化钨成为制造球珠的常用材料。碳化钨硬度与金刚石相近，化学性质稳定。用碳化钨制成的球珠具有更长的寿命，书写起来也更加流畅。

⑥圆珠笔的笔头包括球座体和球珠两个主要部件，其中的球座体被誉为圆珠笔笔头上的“皇冠”。长期以来，笔头上的球座体无论是生产设备还是原材料，其核心机密都掌握在瑞士、日本等国家手中。中国因无法生产，一直依赖进口，每年需要用每吨12万元的价格进口1000多吨生产球座体的钢材。

⑦球座体并不是一个简单的与球珠相扣的连接体，而是具有精妙结构的功能体。在球座体的内部设置有五条引导墨水的沟槽，沟槽对加工工艺的要求极其苛刻。加工误差不能超过0.003毫米。笔头需要的开口口径不到0.1毫米，还要考虑到书写角度和压力，与球珠、墨水沟槽位必须搭配得天衣无缝。看来，要生产高品质的球座体，不仅需要超精密的加工设备和工艺，而且更重要的是需要易切削的不锈钢原材料。

⑧2011年，科学技术部启动“制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化”国家科技支撑计划重点项目，目标是三年内通过技术攻关，给数百亿支中国制笔安上“中国珠芯”。该项目分为三个子项目，即圆珠笔墨水关键技术开发与产业化、笔头材料及其制备技术的研发与产业化、笔头和墨水匹配技术评价体系及新型笔头研发等瓶颈问题。

⑨近日，我国科学家成功研发出圆珠笔笔头球座体所用的“超易切削钢丝”，其工艺技术及产品实物质量达到国际先进水平，目前已实现量产并投放市场。届时，中国的圆珠笔将实现真正的“国产化”。(摘自网络，有删改）