[发明专利]一种用于圆珠笔笔头的生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及圆珠笔的生产技术领域，具体涉及一种用于圆珠笔笔头的生产工艺。

背景技术

3000多家制笔企业、20余万从业人口、年产圆珠笔380多亿支……中国已经成为制笔大国，但一连串数字背后，却是核心技术和材料高度依赖进口、劣质假冒产品泛滥的尴尬局面，大量的圆珠笔笔头的圆珠以及用于支撑圆珠的球座还需要进口，导致国内的圆珠笔成本大幅度提高。

目前进口的圆珠和球座，采用的是硬质合金和不锈钢，通过磨削硬质合金制造圆珠，然后通过不锈钢的切削制备球座，由于硬质合金钢具有良好的耐磨性和抗腐蚀性，所以得到的圆珠笔寿命及流畅性较好。但是，由于硬质合金钢的硬度较大，磨削较为困难，我国目前的磨削技术难以达到要求，且硬质合金和不锈钢的价格较高。我国也有部分企业选择自己生产圆珠和球座，采用的普通合金钢，这种材料易切削，价格便宜，但是硬度不够，易变形，且易被腐蚀，所以导致目前很多的国产圆珠笔的圆珠易掉落，大大缩短圆珠笔的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产成本低、硬度好、耐腐蚀性能高的用于圆珠笔笔头的生产工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种用于圆珠笔笔头的生产工艺，该工艺包括以下几个步骤：

(1)将普通合金钢切削成圆珠和球座，并分类放置；

(2)将步骤(1)所得的圆珠和球座进行表面改性处理，得到硬质圆珠和硬质球座；

(3)将硬质圆珠和硬质球座组装后安装在笔头本体的顶端，即得圆珠笔笔头。

由于普通合金钢具有易切削的特点，而且价格更加便宜，所以采用普通合金钢为原材料，可以提高切削的成本。然后对成型的普通合金钢的圆珠及球座进行表面改性处理，可以有效提高产品的硬度和耐腐蚀性，提高圆珠和球座的品质，提升最终圆珠笔笔头的质量。

所述的普通合金钢中含有Cr、Ti、Mn、V或Si中的一种或几种合金元素，所述合金元素的总质量分数≤10％。

所述的表面改性处理包括以下步骤：将圆珠和球座置于连续的改性气体环境中进行表面改性处理，即得所述硬质圆珠和硬质球座。

优选的，所述的改性气体包括NH₃、CO、烃类气体或含硼气体中的一种或多种。

优选的，所述表面改性处理的温度为500～1000℃，处理时间为3～24h。

NH₃在高温下可以分解得到活性较大的N原子，CO、烃类气体在高温下可以分解成活性较大的C原子，含硼气体在高温下可分解成活性较大的B原子，N原子、C原子或B原子通过扩散进入普通合金钢的分子之间，并与其中的Fe分子及Cr分子、Ti分子、Mn分子发生反应，生成金属氮化物、金属碳化物或金属硼化物，且该上述物质从表面逐渐向内延伸，并随着时间的推移，厚度逐渐变大，金属氮化物、金属碳化物和金属硼化物均具有良好的硬度及耐腐蚀性，从而使得硬质圆珠和硬质球座的品质大大提升。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：采用易切削及价格便宜的普通合金钢作为原料，加工成圆珠和球座的成本低，然后对圆珠和球座进行表面改性处理，可大大提高圆珠和球座的品质，且处理成本低，最终获得价廉优质的圆珠和球座，可大规模应用于圆珠笔笔头的生产。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种用于圆珠笔笔头的生产工艺，该工艺包括以下几个步骤：

(1)将市售的普通合金钢切削成圆珠和球座，并分类放置；

(2)将圆珠和球座置于热处理炉中，连续通入NH₃升温至500℃，处理3h，然后冷却至室温，得到硬质圆珠和硬质球座；

(3)将硬质圆珠和硬质球座组装后安装在笔头本体的顶端，即得圆珠笔笔头。

实施例2

一种用于圆珠笔笔头的生产工艺，该工艺包括以下几个步骤：

(1)将与实施例相同的的普通合金钢切削成圆珠和球座，并分类放置；

(2)将圆珠和球座置于热处理炉中，然后连续通入NH₃和CO的混合物，其中NH₃和CO的体积比为3:2，升温至900℃，处理20h，然后冷却至室温，得到硬质圆珠和硬质球座；

(3)将硬质圆珠和硬质球座组装后安装在笔头本体的顶端，即得圆珠笔笔头。