圆珠笔尖启示录:太钢成功研发圆珠笔尖钢记事

2月7日，记者走访太钢发现，圆珠笔尖钢是一个钢铁老厂专精一业，厚积薄发的自然结果。太钢工程师听取用户反馈，不厌其烦地改进，让不锈钢这棵老树上绽发新芽。

尽管中国年产圆珠笔380亿支，但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。这一状况在全国两会上被反复提及，最终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。“2011年我们接到了科技部的项目。”参与研发的工程师王辉绵说，“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。

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。赵文龙告诉记者，每一道工序都需要质量控制。如果炼钢有微小的气泡，钢丝就有可能在机器上穿孔；盘条轧制时也可能会表面开裂。为了钢丝外表不受一点刮蹭，他们在吊运钢丝卷的时候，不能用钢叉，而是用皮带；之后还要用木箱包装。

“用户告诉我们，他们不需要100分的材料，而是需要表现稳定的80分的材料。“赵文龙说，为了这一目标，太钢还在改进质量的控制。

现在太钢已经开始向贝发等制笔企业供货。太钢送抵用户的钢材量从几吨提升到十吨以上，未来预计能够实现进口替代。进口笔尖钢材的价格最近已经跌了四分之一。

1月份国产圆珠笔尖钢研制成功的消息火速传遍全国，甚至连日推涨太钢不锈的股票，这让从管理层到基层的太钢人大为惊喜。

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。它的生产规模排在全国20名左右，利润率却排在第5名、第6名。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：去年港珠澳大桥建成，一个关键就是使用了太钢生产的不锈钢外皮螺纹钢。在此背景下，“圆珠笔尖钢”被他们看作一个小case。

“或许在大家看来，笔尖钢这件事很小，但有了笔尖钢精神，中国制造就能做强。”太钢一位管理人员告诉记者。

对此，徐冠华评论说，一些老产业被说成夕阳产业，实际上充满了机会和利润增长点，前提是企业以创新为目标和利润来源；具备创新能力的传统产业并不老，仍然是强国制造业的基础。

太钢研发能力之所以强，一个原因在于它的工程师勤跑用户。太钢有一种双经理制，研发团队里有销售经理和生产经理，生产经理要倾听用户的反馈，指导用户正确使用材料。目前，太钢有20多个双经理的材料研发小组，笔尖钢是其中之一。

“为笔尖钢的项目，太钢的工程师跑遍了全国的制笔企业，听他们的看法。”赵文龙说，“我们辛苦做出的材料常被客户否定。听了虽然不舒服，但这是必要的，检验我们工作的标准就是客户需求的满足度。”

“我一年中大部分时间在外面跑，听客户的反馈。”王辉绵说，“有时候，测试出的材料性能数据过关，但在客户那里未必好用。因为你的实验设备的测试手段，和客户实际加工不是一回事。”

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。

“国内市场是我们的宝贵资源，”徐冠华认为，企业应当首先关注市场，发掘市场新的需求并提出合理方案，借由政府主导的科技项目不能解决长远问题，最终还是要靠满足市场需求来实现长期的科技投入。

太钢职工还告诉记者，为了鼓励静心研发，太钢实行管理和研发双渠道晋升体制，保证研发人员的收入只高不低。他们每年为进口替代研发项目的技术人才颁发了几千万元的奖金。

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。

（科技日报太原2月13日电）

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