[发明专利]圆珠笔的笔芯和其用途

说明书

本发明涉及圆珠笔的笔芯和其用途。

文献DE102009021336A1公开了用于书写用具的铜-镍-锌合金。因为美观原因，常常由镍银生产圆珠笔的高质量的笔芯尖端。由下列组分的可机械加工的镍银金属丝材料作为揉捏材料制造这些笔芯尖端：Cu:40.0％到48.0％重量、Ni:8.0％到14.0％重量,Mn:4.0％到6.5％重量、Si:0.05％到1.5％重量，平衡：Zn和不可避免的杂质。可选地，可以添加有最多1.5％重量的Al或者最多2.5％的Pb。该镍银合金包含双相结构，该双相结构包含α和β相，其中间生有硅化物。

此外，文献EP1608789B1公开了一种铜基合金，其适合用于圆珠笔构件的生产中。该合金具有下列组分：Cu:43％到48％重量、Zn:33％到38％重量、Ni:10％到15％重量、Mn:3.5％到6.5％重量，该合金具有单相α结构和双相α/β结构。该合金的重要特征是合金的至少一个热变形加工步骤结合热处理引起了最初存在的双相α/β结构转变为单相α结构。目的是由此形成具有均一结构的单晶相的圆珠笔构件。

本发明的目的是进一步开发圆珠笔的笔芯。

权利要求1的特征描述了本发明关于圆珠笔笔芯，并且权利要求5描述了关于圆珠笔笔芯的用途。进一步的从属权利要求描述了本发明的有益形式和改进。

本发明包括用于圆珠笔的笔芯的技术教导，包括墨水管和圆珠，该圆珠设置在墨水管的最远端处的书写尖端中，其中至少墨水管的书写尖端包含下列组分的铜锌合金(以重量％计)：

28.0％到36.0％Zn，

0.5％到1.5％Si，

1.5％到2.5％Mn，

0.2％到1.0％Ni，

0.5％到1.5％Al，

0.1％到1.0％Fe，

可选地，最多0.2％Pb的最大值，

可选地，最多0.2％Sn的最大值，

可选地，最多0.1％P的最大值，

可选地，最多0.08％S，

平衡：Cu和不可避免的杂质，带有在基质中间生、混合的含铁-镍-锰的硅化物。

书写尖端作为独立构件可以连接到墨水管的其余部分上。可替代地，墨水管也可以与书写尖端是单件设计。

已经发现，令人惊奇地，例如，也可以用除了镍银合金以外的其它合金实现具有在书写本体的最远端处提供的书写尖端的书写工具，特别地圆珠笔。迄今，根据申请人自己的德国公开说明书DE102007029991A1设想了这种合金的用途，该合金仅仅用于内燃发动机、变速器或液压组件中的滑动元件。该公开说明书的内容全部并入到本说明书中。特别地在发动机应用中，这种不同的用途正在追求对特定最终用途最优的特性组合的不同目的：强度、结构热稳定性和复杂的抗磨损的增加，同时结合足够的延展性特性的形式的特性组合。此外，在滑动支撑应用中，合金具有良好的紧急运转特性，这抵消了支撑配对件的磨损。

本发明的产生来自于使用铜锌合金的主意，该铜锌合金具有间生、混合的包含铁-镍-锰的硅化物，在连续或半连续链铸造方法的帮助下可以生产该铜锌合金。作为混合硅化物形式的结果，铜锌合金具有高的硬相含量，这有助于材料抗磨损以及圆珠笔的圆珠作为摩擦配对件的改善。

因此，合金具有高的硬度和强度值，然而，要确保必需程度的延展性，如在拉伸试验中在破裂值时的伸长所表示的。因为特性的组合，本发明的主题特别地适合用在圆珠笔笔芯中。

在合金的铸造过程中，最初存在铁和镍富集的混合硅化物的早期沉淀。在进一步生长过程中，这些沉淀可以生长以变成常常是柱形、相当大尺寸、混合的含铁-镍-锰的硅化物。此外，相当大的比例也保持比较小的球形，精细地分布在基质中。

精细分布的硅化物特别地被考虑是为什么β相的稳定发生的原因。这对热稳定性和抗磨损的增加做出了重要贡献。

对于圆珠笔笔芯的生产，中心地钻取孔洞通过约15mm到20mm长度的金属丝段。将分级轮廓引入到尖端中，这样可以压入例如碳化钨的圆珠。最后的卷边固定圆珠，以致于不需要任何作用它可以转动，但是不会从笔芯尖端出来。为此目的，合金必须具有足够的冷成形能力，以实现绕着圆珠的尖端的无裂缝的卷边。通过碳化钨圆珠的圆珠座的磨损确定圆珠笔的墨水消耗。材料也应该相应地是抗墨水腐蚀的。通过本发明的合金确保了必需的冷成形能力和抗腐蚀两者。