[发明专利]一种金属笔笔芯

说明书

本发明涉及一种金属笔笔芯，包括Sn、Bi、Ga、Al，其中Sn的重量百分比为30～80％，Bi的重量百分比为10～60％，Ga的重量百分比为0～8％，Al的重量百分比为0～2％。其制备方法是在20～25℃条件下，称取各重量百分比的工业纯级别的Sn、Bi、Ga、Al；将上述组分在400～450℃真空熔炼浇铸成圆柱体锭，之后将圆柱体锭在80℃均匀化退火1小时，即可得到金属笔笔芯。上述技术方案中提供的金属笔笔芯，取材经济方便、对纸张选择性低，能满足航天环境温度的全部范围，并能提供2B到HB的最常用铅笔硬度范围。

技术领域

本发明涉及笔芯制造领域，具体涉及一种金属笔笔芯。

背景技术

在失重场合油墨无法正常流淌并附着于纸面上，因此在空间站、载人飞船等场合需要专门的笔使用，目前采用压缩空气(氮气或氦气)辅助出墨和特殊的粘性墨水的飞梭太空笔，该笔既可在-40～143℃条件下书写，也可以在真空失重和水中书写，现已成为航天员的标配书写工具。但是航天器在宇宙真空中，由于没有空气传热和散热，受阳光直射面的温度可高达100℃以上，而背阴面温度可低至-100～-200℃，因此飞梭太空笔在零下-40～-200℃的超低温环境中使用还存在一定问题。现有的无墨水金属笔是采用一种由特殊的金属合金作为笔芯，特殊制作的合金材料笔芯尖端能写出类似铅笔的效果，并且具有耐磨、不易折断的优点，但是其对所用纸张的选择性较高，使用必须在特定的纸上书写；同时铅笔书写硬度仅与H级相当，不能达到其他硬度要求；另外还含有少量对人体有害的金属元素铅。

发明内容

本发明的目的是提供一种能在极端环境下使用的无墨水金属笔笔芯，它不仅能适应航天环境的温度范围，还能克服笔芯中含有有害元素成分、书写纸张有选择性的问题，并可覆盖从2B到2H的更宽的铅笔硬度范围。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种金属笔笔芯，包括Sn、Bi、Ga、Al，其中Sn的重量百分比为30～80％，Bi的重量百分比为10～60％，Ga的重量百分比为0～8％，Al的重量百分比为0～2％。

优选地，其中Sn的重量百分比为40～80％，Bi的重量百分比为20～40％，Ga的重量百分比为3～7％，Al的重量百分比为0％；且所述Sn、Bi、Ga、Al均为工业纯级别。

优选地，其中Sn的重量百分比为40～80％，Bi的重量百分比为30～50％，Ga的重量百分比为1～3％，Al的重量百分比为0％；且所述Sn、Bi、Ga、Al均为工业纯级别。

优选地，其中Sn的重量百分比为30～80％，Bi的重量百分比为10～40％，Ga的重量百分比为0.1～1％，Al的重量百分比为0.1～2％；且所述Sn、Bi、Ga、Al均为工业纯级别。

优选地，其中Sn的重量百分比为30～70％，Bi的重量百分比为20～40％，Ga的重量百分比为0％，Al的重量百分比为0.1～2％；且所述Sn、Bi、Ga、Al均为工业纯级别。

上述技术方案提供的一种金属笔笔芯，具体的制备方法是在20～25℃条件下，称取各重量百分比的工业纯级别的Sn、Bi、Ga、Al；将上述组分在400～450℃真空熔炼浇铸成圆柱体锭，之后将圆柱体锭在80℃均匀化退火1小时，即可得到金属笔笔芯。本发明提供的金属笔笔芯，原材料价格经济、环保耐用、对纸张的选择性低，其能覆盖航天环境全温度范围，并且能够提供常用的几种铅笔硬度范围。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

一种金属笔笔芯，包括Sn、Bi、Ga、Al，其中Sn的重量百分比为30～80％，Bi的重量百分比为10～60％，Ga的重量百分比为0～8％，Al的重量百分比为0～2％。