小小圆珠笔尖里的太钢故事

上个月，国产圆珠笔尖钢研制成功的消息火速传遍全国，甚至连日推涨了太钢不锈的股票。最近，太钢已开始向中国制笔业龙头企业贝发集团供应国产的圆珠笔尖。
        在太钢车间里，记者体验了“不同角度连续不断书写800米”的新制笔头，也看到一批安上国产笔头的国产品牌圆珠笔。这些笔将被太钢董事长带到今年的全国两会上。
        尽管中国年产圆珠笔380亿支，但以往圆珠笔的钢材和加工机器都是进口的，大部分利润都被外国人赚走。这一状况曾在全国两会上被反复提及，被看作中国制造业大而不强的一个缩影。“这个事情为什么容易在中国公众和媒体中引起共鸣呢？”科技部原部长徐冠华曾在2010年一次专题座谈会上说，“上至国家领导人，下至刚入学的小学生，大家都要用笔。所以谈产业空心化，圆珠笔这个案例是非常合适的。”
        为此，科技部资助国家科技支撑计划重点项目“制笔行业关键材料及制备技术研发与产业化”，核心目标就是圆珠笔头国产化。参与研发的太钢工程师王辉绵说：“2011年我们接到了科技部的项目。由制笔企业牵头，太钢和中科院参与。在这个项目支持下，我们2014年基本搞清了笔尖钢的秘密。2015年到现在，我们一直在试图让笔尖钢走上生产线，保证它的品质和稳定性。”
        太钢是中国钢铁业的优等生，也是世界最大的不锈钢生产商。建厂以来，它一直凭借特色求发展，如今也坚持“转型不转行”，注重在不锈钢上做强内功。太钢工程师们自豪地说，从家里刷锅的不锈钢球，到火箭、核电和高铁用的不锈钢，都是太钢的强项。太钢人很乐意提到：去年建成的港珠澳大桥，在关键处使用了太钢生产的不锈钢外皮螺纹钢。
        炼特种钢是个精细活儿。从原料到笔尖钢丝，需要50多道工序。
        太钢工程师接到任务后，首先从研究机理着手。
        用不锈钢做圆珠笔尖，可以追溯到50年前的日本。一家日本小企业研发的SF20T不锈钢，是唯一合适的笔尖钢材料，该企业长期垄断供应。
        用一般的不锈钢加工不了圆珠笔头：笔尖里的孔是钻出来的，钻普通钢材，褪下的螺旋状钢屑会堵住孔径无法继续。笔尖钢没那么韧，不会掉落螺旋钢屑。但另一方面，笔头顶端厚度不到0.4毫米，要切削出有台阶有沟槽的微观结构，达到微米级精度，压力巨大，笔尖钢如果太脆就会在刀下开裂。
        王辉绵说，研发笔尖钢的难度在于，它不能不强韧也不能太强韧，性能区间很窄。
        能化验得到日本钢材的大致元素配比，不等于明白该如何炼钢。一般来说，不锈钢用的最多的添加剂是碳、硅、锰、磷、硫、铬，笔尖钢则用到十几种元素。如何添加这些元素是行业秘密，添加方法不对，元素不能均匀分布于整炉钢水，钢材就不合格。
        “一切资料都没有，”王辉绵说，“我们用几十公斤的炼炉开始实验，成千次地摸索，失败次数已记不清了。”
        要做到均匀不容易，钢水不像一锅菜汤好搅匀，加入的元素往往聚集不散。每次冶炼之后，要测试上千个数据，然后分析和调整。工程师们可以试着将块状的料磨成粉吹进去，也可以做成条和丝喂进去，凭借的是多年炼钢经验。
        当初步试验成功，工程师就使用一二百公斤的炼炉继续实验。然后是1吨规模的炉子；最终目标是45吨和90吨的大熔炉。从小试到中试，再到试生产，每一个环节都要靠耐心。目标就是看到电子显微镜下分布均匀的晶体，以及合格的延伸率、抗拉强度和硬度。
        笔尖钢在制笔企业初步使用成功后，太钢的工程师仍做了近百项试验，调整钢材去适应客户要求。（原题：国产圆珠笔笔尖钢进展：太钢开始供货，董事长带笔上两会）