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本报记者 李倩 报道
倘若不是2016年李克强总理的“圆珠笔之问”，谁会想到，有着3000多家制笔企业、20余万名从业人员、年产400多亿支圆珠笔的世界最大圆珠笔生产国，笔尖钢却长期依赖进口？
图为用青拓集团笔尖钢生产的笔尖样品。（实习记者 朱亚明 摄）
从被“卡脖子”到突破“卡脖子”，再到制定标准；从无法生产到生产的产品安全环保，总体性能达到国外同类型产品水平……青拓集团有限公司等国内钢企胸怀“笔尖报国”之志，依靠创新驱动，在笔尖钢领域实现了从“卡脖子”到“掰腕子”、从跟跑到领跑的转变，用实际行动回答了总理的“圆珠笔之问”。其中，青拓集团仅用2年多时间研发出了环保型笔尖钢，产品直径规格从仅有2.3毫米，到1.6毫米和1.3毫米，再到1.0毫米，不断填补国内空白；国内市场占有率达到25%以上，居国内首位。尤其值得称道的是，与其他笔尖钢不同，青拓集团独辟蹊径以锡（Sn）代替铅（Pb）、铋（Bi）作为易切削元素应用于笔尖钢生产，使笔尖钢具有“环保安全”体质。
“未来2年～3年，青拓集团力争把笔尖钢国内市场占有率提升至90%以上，彻底解决笔尖钢‘卡脖子’难题。”近日，青拓集团党委书记、行政总经理钟盛江在接受《中国冶金报》记者采访时说。
走一条不计成本、不惜代价的研发之路
据了解，圆珠笔笔头分为球珠和球座体2个主要部分。其中，球珠广泛应用碳化钨材料制作，我国不仅能满足国内需要，而且可以大量出口。但托举这颗小球珠的球座体，无论是生产设备还是原材料，长期依靠进口，这其中就包括通常所说的笔尖钢。
数据显示，过去，我国每年消耗笔尖钢近2000吨，90%以上来自进口，其中日本笔尖钢占我国笔尖钢总进口量的80%，其余来自瑞典等国家。
“笔尖钢被誉为不锈钢皇冠上的明珠，其生产难度极大。青拓集团董事长姜海洪等领导高度重视，表示不计成本、不惜代价也要生产出笔尖钢，为中国人争口气。”钟盛江说。
青拓集团研究院、福建青拓实业股份有限公司与青山控股营销团队积极响应号召，组成研发、技术、生产和营销联合攻关团队，从市场分析、用户技术交流和国内外相关产品技术调研等方面开展工作。经过走访调研、讨论研究，青拓集团于2019年下半年正式启动笔尖钢研发项目。
生产笔尖钢究竟难在哪里？福建青拓实业股份有限公司党支部书记、总经理孙勇伟解释道，别看就是一个小小的圆珠笔头，生产却需要20多道工序，球座体的5条引导墨水沟槽加工精度要达到千分之一毫米；笔头如碗口状的关键部位尺寸精度要求为2微米，表面粗糙度要求为0.4微米……极高的加工精度，对笔尖钢的性能提出了严苛要求——既能被加工设备“削铁如泥”，又不能“软烂如泥”，必须软硬适中。这给研发和生产都带来了极大的挑战。
由于此项技术长期被国外封锁，青拓集团研发团队一无经验可借鉴，二无文献可查找，便决定大胆尝试。凭借多年深耕不锈钢领域积累的经验，他们认为，要想保证笔尖钢具有易切削性能且不易开裂，关键是精准控制冶炼过程的温度及微量元素的配比。同时，他们决定摒弃有毒有害的铅、铋元素，创新性地添加锡元素，让笔尖钢形成环保“体质”。
“但如何精准控制呢？我们起初毫无头绪，只能不断试验、积累数据、调整参数。那时，研发部门、生产部门的相关人员白天紧盯现场，不放过任何一个不稳定因素，晚上开会讨论、调整成分配比、拟定工艺……就这样，我们边试验、边总结，边生产、边测试、边改进。”全程参与笔尖钢研发生产工作的孙勇伟回忆起当时的艰辛，仍历历在目。
为提高工作效率，研发部门和生产部门同时开展工作。生产人员发现问题当场解决，解决不了的就马上反馈给研发人员；研发人员下沉到一线，了解生产出现的问题并开展攻关。孙勇伟说：“生产和研发形成了一条线，而不是‘两张皮’。”
2019年底，青拓集团第一炉环保型易切削笔尖钢出炉。“当时，我们抱着失败了重来的决心，但让我们惊喜的是，第一炉就成功了，产品各项指标达到国内平均水平。”孙勇伟兴奋地说。这增强了他们的信心。
走一条不断升级突破的创新之路
“如果战胜不了自己，就永远不会有创新。”钟盛江说，“我们不断突破自我，就算是我们的原创技术也要进行再突破、再升级。”
“我认为，笔尖钢生产最难的地方主要集中在2个方面：一是炼钢环节，二是轧制环节。”孙勇伟向《中国冶金报》记者介绍，笔尖钢生产与其他不锈钢生产的思维是相逆的。这个逆向表现在：从金相组织来看，通常情况下在炼钢环节应尽可能地去除夹杂物，从而得到高洁净度的钢水，但在笔尖钢生产的炼钢环节，则希望得到更多的均匀的硫化物球状组织，从而使笔尖钢更易切削。
孙勇伟接着说，从轧制环节来看，由于添加了锡这种微量元素，对轧钢工艺尤其是轧制温度的要求更为苛刻：温度过高，易堆钢，影响产线顺行；温度过低，笔尖钢在后续加工过程中易开裂。因此，必须精准控制轧制温度，且控制范围很窄。
为突破这些难点，青拓集团独辟蹊径，创造性地提出了一种全新的基体合金设计、环保型易切削相设计和生产工艺技术路线，同时进行全流程精益化管控。
2020年，青拓集团成功研发出环保型易切削超纯铁素体不锈钢QF24Sn，产品直径为2.3毫米。用该产品制成的圆珠笔出墨量稳定、耐腐蚀性及耐磨性能良好，总体达到国内领先水平。
“不仅如此，我们通过极具高性价比的基体合金设计，在确保耐腐蚀性相当的基础上，将钼元素的添加量比国内外同类产品降低了50%，极大地降低了合金成本。”青拓集团研究院长材开发部部长奚飞飞说。此举大幅降低了笔尖钢的价格。
直径2.3毫米的笔尖钢产品生产出来后，青拓集团并没有止步，而是继续创新，通过整个产业链合作和协同，2021年生产出直径为1.6毫米的笔尖钢产品，填补了国内空白。
如今，青拓集团笔尖钢产品直径规格覆盖2.3毫米、1.6毫米、1.3毫米和1.0毫米。“虽然直径1.3毫米和1.0毫米规格产品的市场使用量不大，每年的需求只有几十吨，但我们具有了这样的研发生产实力。”奚飞飞说，“研究笔尖钢的价值不仅在于开发出了该钢种，还在于收获的技术和经验可用到其他品种的研发中。”
笔尖钢技术的突破，正是青拓集团创新驱动、走高质量发展之路的重要成果。
“多年来，青拓集团十分注重研发实力提升和人才培养工作。”钟盛江表示。青拓集团2015年投资7000余万元成立青拓集团研究院，购置国内外先进研发设备80余台（套），打造了一支集产品研发、技术服务、制造管理为一体的创新团队，专业从事不锈钢生产工艺改进、质量提升及新产品开发应用。据了解，该研究院现有研发人员700余人，其中高级工程师112人。
“创新需要大手笔，更需要包容的环境。我们具有完善的容错机制，鼓励探索，允许失败，全力营造有利于创新的良好氛围。”青拓集团人力资源部部长刘永清说，“如果没有对创新的坚守和鼓励创新的环境，员工是不敢冒这样的风险的。”
青拓集团不断革新冶炼工艺技术，加大研发和奖励力度，对外与科研院所深度融合，建立产学研相配套的试验基地，解决和攻克技术难题；对内开展小革新、小发明创造，建立个人（集体）、生产部门、人力资源部三方评价认证体系。据了解，青拓集团员工每年的小革新就能为企业降本几千万元。
“自2019年开始，青拓集团每年召开科技创新大会，目前共有26个项目获评一、二、三等奖。其中，笔尖钢项目当年获评为一等奖，团队获得60万元奖励。”钟盛江说。
此外，青拓集团还通过开展校企新型学徒制培训班、实行高管学徒制度、改革岗位管理体系等方式，促进人才创新创效。
走一条先试后订的开拓市场之路
笔尖钢产品成功开发出来后，如何打开市场成为青拓集团面临的又一难题。
由于笔尖钢长期被国外垄断，国内制笔企业对国产笔尖钢质量存有顾虑。“为打消他们的顾虑，我们决定采用先试后订的策略逐步打开市场，即让用户先试用，满意之后再订货。”奚飞飞介绍。
国产笔尖钢的切削性能是否能达到国外产品水平，这是客户顾虑之所在。反映切削性能的关键指标是刀具的使用寿命，即在不更换刀具的情况下全自动高速精密车床刀具切削产品的时间。经过测试，青拓集团笔尖钢切削性能良好，刀具一次使用时间可达14天以上。客户自此打消了顾虑，批量订购青拓集团生产的笔尖钢。
随后，青拓集团和客户一起到制笔企业进行产品推广试用。结果显示，用青拓集团笔尖钢生产的圆珠笔，出墨量稳定，耐腐蚀性和耐磨性能均良好。
“在售后方面，我们实行的是承包制，划分片区安排工作人员，确保一旦出现质量异议，能够第一时间响应，并及时处理。不仅如此，我们还为客户提供技术支持。技术人员定期走访下游企业，了解用户需求，为其量身定制产品和服务。”孙勇伟说道。
凭借优越的质量、诚意十足的服务，青拓集团在笔尖钢市场后来居上，逐步打开了国内笔尖钢市场，并受到客户的一致好评。据了解，目前，青拓集团每年为下游用户供应笔尖钢500余吨，市场占有率达到25%以上。现在，青拓集团每个季度都生产笔尖钢，产品不仅供应国内市场，还出口国外，产品性能可以与国外同类产品一较高下。据奚飞飞介绍，青拓集团研发生产的笔尖钢经过客户试用后订货，一举打败日本笔尖钢材料，助力用户打开印度市场。
“今年，除了要进一步提升笔尖钢性能外，我们将在剃须刀用钢、工模具钢、冰刀用钢等关键技术上发力，持续提升不锈钢性能并降低不锈钢价格，向世界打开不锈钢领域‘中国制造’最亮丽的窗口。”钟盛江表示。
技术档案
青拓集团环保型笔尖钢研发与应用
品种：青拓集团环保型笔尖钢，即环保型易切削超纯铁素体不锈钢QF24Sn。目前，青拓集团笔尖钢已实现批量加工各种形状的圆珠笔头，可生产直径规格为2.3毫米、1.6毫米、1.3毫米和1.0毫米的笔头。
攻关梗概：圆珠笔笔头分为球珠和球座体两个主要部分。其中，球珠广泛应用碳化钨材料制造，我国不仅能满足国内需要，而且可以大量出口。但托举这颗小球珠的球座体，无论是生产设备还是原材料，长期依靠进口。为打破国外垄断，青拓集团创造性地提出了一种全新的基体合金设计、环保型易切削相设计和生产工艺技术路线，用Sn代替Pb、Bi作为易切削元素，不仅无毒无害，而且安全环保，并全部采用国产化设备生产，于2019年底成功生产出第一炉环保型易切削笔尖钢。同时，青拓集团依托全流程制造优势，创新合金成分设计，在确保耐腐蚀性相当的基础上，钼（Mo）元素添加量比国内外同类产品降低50%，使产品价格大幅降低。目前，青拓集团笔尖钢国内市场占有率达到25%以上，产品广泛供应于国内外圆珠笔文具生产厂家，受到客户的一致好评。
