專(zhuān)利名稱(chēng)：圓珠筆尖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使球珠與球珠座接觸，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地抱持在球珠抱持室內(nèi)的圓珠筆尖。更詳細(xì)而言，涉及一種不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、提高球珠承受部的切削性、可以良好地使球珠轉(zhuǎn)動(dòng)的圓珠筆尖。
背景技術(shù)：
以往，已知有通過(guò)鉚接在球珠承受部的內(nèi)面的球珠承受部前端邊緣部和球珠座，使球珠的一部分從上述球珠承受部前端部突出，將球珠可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地抱持在球珠抱持室內(nèi)的圓珠筆尖的結(jié)構(gòu)。這種圓珠筆尖必需要微細(xì)精密加工。為了微細(xì)精密加工，必需提高鋼材的被切削性，使用添加有大約0.1～0.3重量％的鉛的鋼材。例如，使用含有大約20重量％的鉻的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料(例如，大同特殊鋼株式會(huì)社制的品牌DSR6F中，添加大約0.1～0.3重量％的鉛)的稱(chēng)為所謂的20Cr材料(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為20Cr材料)的鋼材。
為了提高上述20Cr材料的強(qiáng)度，公開(kāi)有使用添加了硅的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料的圓珠筆尖(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。然而，由于近年環(huán)境問(wèn)題的突出，重視鉛的有毒性問(wèn)題，在圓珠筆尖中也必須減少鉛的使用量。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1日本專(zhuān)利特開(kāi)平10-203075號(hào)公報(bào)。
但是，一般在除去用于提高切削性而添加的鉛的情況下，材料本身變硬，被削性受到損害。由于這樣，在切削加工中，尺寸加工精度變差，得不到規(guī)定的尺寸，切削面粗糙，產(chǎn)生很多變動(dòng)，加工刃具(工具)壽命極端縮短。并且，生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)率降低，無(wú)法以低價(jià)格提供高品質(zhì)的圓珠筆尖。另外，產(chǎn)生由于在與球珠的接觸面上轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)阻力增大而造成書(shū)寫(xiě)感覺(jué)差等書(shū)寫(xiě)性能降低的問(wèn)題。實(shí)際上，只用不添加鉛的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料不能滿(mǎn)足以往的品質(zhì)，由于球珠不能流暢地轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)際不能采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用考慮環(huán)境的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，與以往的圓珠筆尖加工同等地改善生產(chǎn)效率，具備書(shū)寫(xiě)感覺(jué)良好的穩(wěn)定品質(zhì)的圓珠筆尖。
本發(fā)明中，一種圓珠筆尖，其特征在于在由球珠承受部和球珠構(gòu)成的圓珠筆尖中，上述球珠承受部的材質(zhì)為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、而含有作為易切削性物質(zhì)的鉍(Bi)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。結(jié)果，可以排除鉛引起的毒性，并且使作為圓珠筆尖的切削成為可能。并且，在構(gòu)成上述球珠承受部的鐵素體不銹鋼材料中，上述鉍(Bi)的含量?jī)?yōu)選在0.01～0.5重量％的范圍內(nèi)。
另外，優(yōu)選上述球珠承受部的材質(zhì)為還含有作為易切削性物質(zhì)的硫(S)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料的圓珠筆尖。由此，可以進(jìn)一步提高切削性，使生產(chǎn)效率良好，同時(shí)使圓珠筆尖的書(shū)寫(xiě)感覺(jué)良好，使品質(zhì)穩(wěn)定化。并且，在構(gòu)成上述球珠承受部的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料中，上述硫(S)的含量?jī)?yōu)選在0.1～0.5重量％的范圍內(nèi)。
此外，作為上述球珠承受部的材質(zhì)，可以使用含有作為易切削性物質(zhì)的硫化物系夾雜物、錳(Mn)、鉬(Mo)和鉻(Cr)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。作為上述球珠承受部的材質(zhì)，在構(gòu)成上述球珠承受部的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料中，優(yōu)選錳(Mn)的含量在1.0～1.5重量％的范圍內(nèi)、鉬(Mo)的含量在1.5～2.0重量％的范圍內(nèi)，鉻(Cr)的含量在19～21重量％的范圍內(nèi)。
并且，上述鐵素體類(lèi)不銹鋼材料為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、而至少含有作為易切削性物質(zhì)的硫(S)、鉍(Bi)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，能夠形成上述鐵素體類(lèi)不銹鋼材料以重量％表示，含有0.05％以下的碳(C)、1.0％以下的硅(Si)、2.0％以下的錳(Mn)、0.05％的以下磷(P)、0.25～0.35％的硫(S)、19～21％的鉻(Cr)、2.0％以下的鉬(Mo)、0.05％以下的碲(Te)、0.05％以下的鉍(Bi)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料的圓珠筆尖。結(jié)果，使切削性進(jìn)一步提高、生產(chǎn)效率更好，同時(shí)使圓珠筆尖的書(shū)寫(xiě)感覺(jué)更好、品質(zhì)更加穩(wěn)定化。
另外，作圓珠筆的形狀，可以用于與現(xiàn)有的油性墨水對(duì)應(yīng)的圓珠筆形狀或與水性墨水對(duì)應(yīng)的形狀等、作為書(shū)寫(xiě)工具使用的全部圓珠筆。
本發(fā)明圓珠筆尖，考慮到如上所述的環(huán)境，使用不含有鉛的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，盡管如此，由于鉍的添加、還有硫的添加量比以往增加，表現(xiàn)與含有鉛的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料同樣的被切削性和作為圓珠筆尖的磨損性。因此，本發(fā)明可以作為使圓珠筆尖加工的生產(chǎn)效率良好、具備書(shū)寫(xiě)感覺(jué)良好的穩(wěn)定的品質(zhì)、同時(shí)考慮環(huán)境的安全的圓珠筆尖而使用。


圖1為本發(fā)明的圓珠筆尖承受部的前端部分的縱截面圖。
圖2為圖1的B-B′截面圖。
圖3為表示球珠直徑為0.5mm的球珠承受部在書(shū)寫(xiě)500m后由于球珠轉(zhuǎn)動(dòng)造成的磨損量的圖。
圖4為表示球珠直徑為0.4mm的球珠承受部在書(shū)寫(xiě)500m后由于球珠轉(zhuǎn)動(dòng)造成的磨損量的圖。
符號(hào)說(shuō)明1圓珠筆尖1a 球珠承受部2球珠3球珠抱持室4墨水通路孔5放射狀槽6底壁7球珠座8球珠承受部前端邊緣部具體實(shí)施方式

利用圖1和圖2，說(shuō)明一般的圓珠筆尖承受部的形狀的本發(fā)明實(shí)施方式。球珠承受部1a使用不含有鉛，含有硫化物類(lèi)夾雜物、硅、鉍、錳和鉬的含有約20重量％的鉻的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料形成。在球珠抱持室3的底壁6的球珠座7上設(shè)置有墨水通路孔4，和從該墨水通路孔4呈放射狀延伸的放射狀槽5。將球珠承受部前端邊緣部8鉚接在內(nèi)部，使球珠2的一部分從上述球珠承受部前端突出，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地將球珠2抱持在球珠抱持室3內(nèi)。最后，錘擊球珠2。
作為不添加鉛的代替品，為了提高被切削性，添加少量的鉍。并且使具有提高被切削性效果的硫的添加量為以往的二倍。由此，切削性提高，球珠可以流暢地轉(zhuǎn)動(dòng)。
作為球珠，可以使用碳化鎢類(lèi)超硬材料球珠，不銹鋼球珠，聚縮醛等樹(shù)脂球珠，二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯、碳化硅、氮化硅等陶瓷球珠等。
(實(shí)施例1)利用附圖，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。使用具有下述所示的主成分配合的、含有大約20重量％的鉻的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，制造球珠承受部1a的初始形狀(圖中未示)。其次，利用切削加工，形成可以抱持球珠直徑為0.5mm的氧化鋁類(lèi)陶瓷材料的球珠2的球珠抱持室3，在球珠抱持室3的底壁6的中央設(shè)置墨水通路孔4，設(shè)置從上述墨水通路孔4呈放射狀延伸的放射狀槽5。另外，將球珠2插入球珠抱持室3內(nèi)，與底壁6接觸，將球珠承受部前端邊緣部8鉚接在內(nèi)面，使球珠2的一部分從上述球珠承受部前端邊緣部8向外突出，可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地抱持。然后，錘擊突出的球珠部分，形成將接觸部分作成球珠形狀的球珠座7。錘擊因球珠承受部1a的種類(lèi)而不同，在本實(shí)施例中，在上下方向錘擊5μm。
鉻20.06重量％碳0.01重量％硅0.47重量％錳1.25重量％磷0.02重量％硫0.29重量％
鉬1.79重量％鉍0.05重量％碲0.04重量％(實(shí)施例2)利用與實(shí)施例1同樣方法，制造將球珠直徑改變?yōu)棣?.4mm的圓珠筆尖，作為實(shí)施例2。
(比較例)作為比較例1和2，使用具有下述所示主要成分的、含有約20重量％的鉻的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，制造與實(shí)施例1和2相同的球珠直徑的球珠承受部，與實(shí)施例1和2同樣，制造圓珠筆尖。
鉻19.93重量％碳0.005重量％硅0.43重量％錳1.22重量％磷0.029重量％硫0.27重量％鉬1.77重量％鉛0.015重量％碲0.027重量％通過(guò)球珠承受部的支座，將各圓珠筆尖連接在充填有在圓珠筆(Sakura Color Products Corp.制，型號(hào)為PGBE05)中使用的水性凝膠墨水的墨水筒上，形成圓珠筆芯，制造水性凝膠墨水圓珠筆各5支。按照下述的要點(diǎn)，對(duì)各水性凝膠墨水圓珠筆進(jìn)行試驗(yàn)和評(píng)價(jià)。
連續(xù)移動(dòng)書(shū)寫(xiě)試驗(yàn)在書(shū)寫(xiě)角度65度、負(fù)載100g(相當(dāng)于復(fù)寫(xiě)單據(jù)時(shí)寫(xiě)字用勁的負(fù)重)、書(shū)寫(xiě)速度4.2m/min的條件下，進(jìn)行500m的螺旋形書(shū)寫(xiě)，用顯微鏡測(cè)定球珠座的磨損量(凹下量)。
筆跡評(píng)價(jià)得到直至最后劃線等或筆跡濃淡也沒(méi)有變化的良好筆跡的在5根中有4根以上……○劃線等或筆跡的濃淡變化的在5根中有1根以上……×?xí)鴮?xiě)感覺(jué)評(píng)價(jià)通過(guò)手寫(xiě)官能試驗(yàn)，評(píng)價(jià)筆感的順暢性。
評(píng)價(jià)沒(méi)有墨水流出不暢、順暢的書(shū)寫(xiě)感覺(jué)……○墨水有流出不暢傾向、沉重的書(shū)寫(xiě)感覺(jué)……×被切削性用目測(cè)判斷切削下的切屑。
評(píng)價(jià)切屑為粉末狀……○切屑為卷曲狀……×結(jié)果如表1所示。另外，圖3和圖4分別表示Φ0.5mm的球珠承受部和Φ0.4mm球珠承受部在書(shū)寫(xiě)500m后的磨損量的圖。
表1

在移動(dòng)書(shū)寫(xiě)試驗(yàn)中，實(shí)施例1、2和比較例1、2不產(chǎn)生由于球珠座凹陷或磨損而引起劃線或筆跡的濃淡。另外，在實(shí)施例和比較例的任意一個(gè)中，在被切削性方面都沒(méi)有問(wèn)題。因此，實(shí)施例不含有鉛成分，可以確保與比較例相同的性能。
另一方面，在移動(dòng)書(shū)寫(xiě)500m的試驗(yàn)中，比較例1比實(shí)施例1對(duì)球珠座的磨損大(圖3)。另外，移動(dòng)書(shū)寫(xiě)500m的試驗(yàn)中，比較例2與實(shí)施例2對(duì)球珠座的磨損相同(圖4)。
本發(fā)的這種圓珠筆尖可以用于不論水性和油性的圓珠筆。并且，可以用作為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、提高球珠承受部的切削性、使球珠轉(zhuǎn)動(dòng)良好的圓珠筆尖而利用。
權(quán)利要求
1.一種圓珠筆尖，其由球珠承受部和球珠構(gòu)成，其特征在于所述球珠承受部的材質(zhì)為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、而含有作為易切削性物質(zhì)的鉍(Bi)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。
2.如權(quán)利要求1所述的圓珠筆尖，其特征在于所述球珠承受部的材質(zhì)為含有作為易切削性物質(zhì)的硫(S)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。
3.如權(quán)利要求2所述的圓珠筆尖，其特征在于所述球珠承受部的材質(zhì)為含有作為易切削性物質(zhì)的硫化物類(lèi)夾雜物、錳(Mn)、鉬(Mo)和鉻(Cr)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。
4.一種圓珠筆尖，其由球珠承受部和球珠構(gòu)成，其特征在于所述球珠承受部的材質(zhì)為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分、而至少含有作為易切削性物質(zhì)的硫(S)和鉍(Bi)的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料，所述鐵素體類(lèi)不銹鋼材料用重量％表示含有以下成分，0.05％以下的碳(C)、1.0％以下的硅(Si)、2.0％以下的錳(Mn)、0.05％以下的磷(P)、0.25～0.35％的硫(S)、19～21％的鉻(Cr)、2.0％以下的鉬(Mo)、0.05％以下的碲(Te)、0.05％以下的鉍(Bi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓珠筆尖，其特征在于在由球珠承受部(1a)和球珠(2)構(gòu)成的圓珠筆尖(1)中，球珠承受部(1a)的材質(zhì)為不含有作為易切削性物質(zhì)的鉛成分，而含有作為易切削性物質(zhì)的鉍(Bi)、硫(S)等的鐵素體類(lèi)不銹鋼材料。排除了由鉛成分引起的毒性，而且可實(shí)現(xiàn)作為圓珠筆尖必要的切削性。
文檔編號(hào)B43K1/00GK1933983SQ200580008
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者中谷泰范 申請(qǐng)人:櫻花彩色產(chǎn)品株式會(huì)社