田 超

（山东钢铁股份有限公司，山东 济南250101）

1 前 言

圆珠笔尖球座体的制造须经历车削、钻孔等机械加工过程，其原材料为易切削钢丝，易切削相的种类、形态、尺寸、数量和分布等对钢的机械加工性能有深刻影响。易切削相主要以通过向钢中添加S元素而获得的硫化物夹杂为主，此外还有低熔点元素（如Pb、Sn、Te、Bi 等）。机械加工过程中，易切削相对材料基体连续性的破坏作用以及局部应力集中效应会起到良好的断屑效果，同时刀具与材料接触位置形成局部高温，而低熔点元素发生熔融，又起到润滑刀具降低刀具磨损的作用。一般认为，硫化物尺寸大有助于改善切削性能，材料中氧含量的控制对硫化物易切削相尺寸至关重要。研究表明［1-4］，随着易切削钢氧含量的增加，其硫化物的平均直径和面积分数增大、数量减少、长宽比减小。钢冶金的脱氧过程会产生氧化物类夹杂，其中的Al2O3、Mg-Al 尖晶石、CaO 类非金属夹杂物属于高硬、不易变形的刚性夹杂。刚性夹杂损害材料的韧性，并且在材料机械加工过程中与切削刀具接触会加速刃面磨损而降低刀具寿命，故应控制冶金过程产生的氧化物夹杂种类。

中国年产圆珠笔400 多亿支，为世界制笔大国，但长期以来核心技术和材料高度依赖进口，包括加工圆珠笔尖球座体所使用的易切削钢。按照是否添加Pb 元素，易切削钢可分为铅易切削钢和无铅易切削钢，铅易切削钢发展较早，但铅元素有毒使含铅钢的制造、加工、再利用过程均存在危害人体和污染环境的风险。……