[发明专利]高性能中性墨水圆珠笔用硬质合金笔珠

说明书

技术领域：

本发明属于一种用新型合金材料研制的圆珠笔用笔珠，特别是涉及一种适合于中性墨水圆珠笔用硬质合金笔珠。

背景技术：

中性墨水圆珠笔是圆珠笔类产品中的新型品种，其优点是书写流畅，字迹清晰，色泽感好，且书写字迹耐水，耐晒，保存时间长。但我国现在生产的中性笔大都属于普及型产品，这些制品均未考虑到笔珠的材质及性能应与中性笔墨水相匹配的重要性，多数采用油性圆珠笔所使用的碳化钨笔珠装配而成，所以，对书写性能产生了一定的影响。很多制笔企业遭到退赔的问题，损失日益加大，目前国内高档中性笔仍以进口为主。从事高性能中性墨水圆珠笔用笔珠研究的主要有：1.清华大学国家重点实验室研究使用的精细陶瓷笔珠，其性能是：(1)同心圆：0.5/1000mm以下，0.6mm笔珠0.5980～0.5983mm；(2)莫氏硬度8.2～8.6；(3)光洁度：特级，镜面光亮；(4)柔韧度：特级，润滑流畅；(5)耐腐度：特级。该笔珠的缺点是：陶瓷珠虽然硬度高(HV＝1600)，表面粗糙度好(0.012)，但其强度太差，不易于研磨和装笔。同时，陶瓷珠还具有微孔多的缺点，当笔珠滚动时易带出大量油墨，出墨不均的现象。2.专利CN1585699(圆珠笔笔用笔珠)，为日本株式会社樱花彩色笔在我国申请的专利，其权利要求1为：一种圆珠笔用笔珠，在该笔珠表面上具有多个孔，其特征在于，所述笔珠表面由所述孔和没有该孔的平坦部形成，所述平坦部由平滑的镜面构成，所述孔由其开口部的长径不到10μm的孔构成。该笔珠的缺点是：该笔珠的主要材料是陶瓷，成型技术基本采用注射成型，烧结采用真空加压烧结，设备昂贵，批量生产难度大，所以其造价远远大于硬质合金珠。3.桑德维克公司改进的圆珠笔笔尖球体CN 99812537.4，是一种硬质合金圆珠笔球体，其中含有碳化钨、碳化钛、镍、钼和铬的硬质合金，其特征：由重量百分比为80％～90％的WC、5％～15％的TiC和7％～10％的粘结料相组成；粘结料相具有重量百分比为：40％～60％、优选地为45％～55％的镍；小于20％、优选地为10％～18％的钼；15％～40％、优选地为30％～40％的铬。该笔珠的缺点是：其使用的硬质合金材料强度低，不易研磨、表面粗糙度低，同时其合金材料经烧结后形成的组织不均匀，因此其综合性能差。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适于高性能中性墨水圆珠笔用的硬质合金笔珠，该笔珠能与各种材料的笔头及中性笔墨水相匹配，并保证中性墨水圆珠笔出墨量稳定，更便于书写，且字迹清晰。

本发明的技术方案是：一种高性能中性墨水圆珠笔用硬质合金笔珠，其材料成份包括：细晶碳化钨(粒度0.6～1.0μm)89％～93％，钴4％～7％，镍2％～5％，铬1％～2％，钼≤1％。以上材料的粉状原料经过充分混合、预挤、正式挤压、制粒、成球、脱蜡、烧结等工艺形成毛坯球，再经精磨加工后形成成品球珠。

笔珠毛坯的性能指标：硬度：HV 1450～1550；抗弯强度：σb≥1400MPa；密度：D 14.3～14.7g/cm3；圆度误差：≤0.03mm；尺寸公差范围：±0.025mm。

成品笔珠的性能指标：表面粗糙度：≤0.025μm；圆度误差：≤0.001mm。

本发明的优点是：硬度高、耐磨性好、光洁度高、强度高、有一定的耐腐蚀性。能很好地与各种材料的笔头及中性笔墨水相匹配，解决了书写流畅这一难题，且字迹清晰，色泽感好，书写字迹耐水，耐晒，保存时间长。

具体实施方案：

按以下方法进行生产：1、混料：将成分确定后的各种粉末按配比要求加入球磨桶中，混合72小时后，加入成型剂(石蜡)，置于烘干机中搅拌烘干。2、预挤：经过多次预挤，使石蜡与粉料混合均匀。3、正式挤压：按球珠不同规格尺寸要求，将混合料装入模具中，放在挤压机上进行挤压，然后将挤压后的料条放在石英加热灯下烘烤。4、制粒：在切粒机上，按尺寸要求切粒。5、团球：将切粒烘烤后的料段装入团球桶中进行团球，待球坯的圆度误差和表面光洁度符合工艺要求后，将球取出。6、排蜡：将球坯按单位重量装入石墨舟，放入排蜡炉中排蜡。7、烧结：将排蜡冷却后的球坯放入真空烧结炉中进行烧结。8、研磨：烧结后的球坯经筛选、研磨后，使性能达到标准要求。