圓珠筆的筆芯和其用圖
【專利說(shuō)明】圓珠筆的筆芯和其用途
[0001] 本發(fā)明涉及圓珠筆的筆芯和其用途。
[0002] 文獻(xiàn)DE 10 2009 021 336 Al公開了用于書寫用具的銅-鎳-鋅合金。因?yàn)槊烙^ 原因，常常由鎳銀生產(chǎn)圓珠筆的高質(zhì)量的筆芯尖端。由下列組分的可機(jī)械加工的鎳銀金屬 絲材料作為揉捏材料制造這些筆芯尖端：Cu :40. 0 %到48. 0 %重量、Ni :8. 0 %到14. 0 %重 量，Mn: 4. 0 %到6. 5 %重量、Si: 0. 05 %到1. 5 %重量，平衡：Zn和不可避免的雜質(zhì)?？蛇x地， 可以添加有最多1. 5%重量的Al或者最多2. 5%的Pb。該鎳銀合金包含雙相結(jié)構(gòu)，該雙相 結(jié)構(gòu)包含α和β相，其中間生有硅化物。
[0003] 此外，文獻(xiàn)EP 1 608 789Β1公開了一種銅基合金，其適合用于圓珠筆構(gòu)件的生產(chǎn) 中。該合金具有下列組分：Cu:43%到48%重量、Zn: 33%到38%重量、Ni :10%到15%重 量、Mn:3. 5%到6. 5%重量，該合金具有單相α結(jié)構(gòu)和雙相α/β結(jié)構(gòu)。該合金的重要特 征是合金的至少一個(gè)熱變形加工步驟結(jié)合熱處理引起了最初存在的雙相α/β結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變 為單相α結(jié)構(gòu)。目的是由此形成具有均一結(jié)構(gòu)的單晶相的圓珠筆構(gòu)件。
[0004] 本發(fā)明的目的是進(jìn)一步開發(fā)圓珠筆的筆芯。
[0005] 權(quán)利要求1的特征描述了本發(fā)明關(guān)于圓珠筆筆芯，并且權(quán)利要求5描述了關(guān)于圓 珠筆筆芯的用途。進(jìn)一步的從屬權(quán)利要求描述了本發(fā)明的有益形式和改進(jìn)。
[0006] 本發(fā)明包括用于圓珠筆的筆芯的技術(shù)教導(dǎo)，包括墨水管和圓珠，該圓珠設(shè)置在墨 水管的最遠(yuǎn)端處的書寫尖端中，其中至少墨水管的書寫尖端包含下列組分的銅鋅合金（以 重量％計(jì)）：
[0007] 28. 0 %到 36. 0 % Zn，
[0008] 0.5%到1.5%51
[0009] L 5 %到 2. 5 % Mn，
[0010] 0.2%到1.0%·，
[0011] 0.5%到1.5%八1，
[0012] 0.1%到1.0%卩〇，
[0013] 可選地，最多0· 2% Pb的最大值，
[0014] 可選地，最多0. 2% Sn的最大值，
[0015] 可選地，最多0. 1% P的最大值，
[0016] 可選地，最多0· 08% S，
[0017] 平衡：Cu和不可避免的雜質(zhì)，帶有在基質(zhì)中間生、混合的含鐵-鎳-錳的硅化物。
[0018] 書寫尖端作為獨(dú)立構(gòu)件可以連接到墨水管的其余部分上。可替代地，墨水管也可 以與書寫尖端是單件設(shè)計(jì)。
[0019] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，令人驚奇地，例如，也可以用除了鎳銀合金以外的其它合金實(shí)現(xiàn)具有在 書寫本體的最遠(yuǎn)端處提供的書寫尖端的書寫工具，特別地圓珠筆。迄今，根據(jù)申請(qǐng)人自己的 德國(guó)公開說(shuō)明書DE102007029991A1設(shè)想了這種合金的用途，該合金僅僅用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)、 變速器或液壓組件中的滑動(dòng)元件。該公開說(shuō)明書的內(nèi)容全部并入到本說(shuō)明書中。特別地在 發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用中，這種不同的用途正在追求對(duì)特定最終用途最優(yōu)的特性組合的不同目的：強(qiáng) 度、結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性和復(fù)雜的抗磨損的增加，同時(shí)結(jié)合足夠的延展性特性的形式的特性組合。 此外，在滑動(dòng)支撐應(yīng)用中，合金具有良好的緊急運(yùn)轉(zhuǎn)特性，這抵消了支撐配對(duì)件的磨損。
[0020] 本發(fā)明的產(chǎn)生來(lái)自于使用銅鋅合金的主意，該銅鋅合金具有間生、混合的包含 鐵-鎳-錳的硅化物，在連續(xù)或半連續(xù)鏈鑄造方法的幫助下可以生產(chǎn)該銅鋅合金。作為混 合硅化物形式的結(jié)果，銅鋅合金具有高的硬相含量，這有助于材料抗磨損以及圓珠筆的圓 珠作為摩擦配對(duì)件的改善。
[0021] 因此，合金具有高的硬度和強(qiáng)度值，然而，要確保必需程度的延展性，如在拉伸試 驗(yàn)中在破裂值時(shí)的伸長(zhǎng)所表示的。因?yàn)樘匦缘慕M合，本發(fā)明的主題特別地適合用在圓珠筆 筆芯中。
[0022] 在合金的鑄造過(guò)程中，最初存在鐵和鎳富集的混合娃化物的早期沉淀。在進(jìn)一步 生長(zhǎng)過(guò)程中，這些沉淀可以生長(zhǎng)以變成常常是柱形、相當(dāng)大尺寸、混合的含鐵-鎳-錳的硅 化物。此外，相當(dāng)大的比例也保持比較小的球形，精細(xì)地分布在基質(zhì)中。
[0023] 精細(xì)分布的硅化物特別地被考慮是為什么β相的穩(wěn)定發(fā)生的原因。這對(duì)熱穩(wěn)定 性和抗磨損的增加做出了重要貢獻(xiàn)。
[0024] 對(duì)于圓珠筆筆芯的生產(chǎn)，中心地鉆取孔洞通過(guò)約15mm到20mm長(zhǎng)度的金屬絲段。將 分級(jí)輪廓引入到尖端中，這樣可以壓入例如碳化鎢的圓珠。最后的卷邊固定圓珠，以致于不 需要任何作用它可以轉(zhuǎn)動(dòng)，但是不會(huì)從筆芯尖端出來(lái)。為此目的，合金必須具有足夠的冷成 形能力，以實(shí)現(xiàn)繞著圓珠的尖端的無(wú)裂縫的卷邊。通過(guò)碳化鎢圓珠的圓珠座的磨損確定圓 珠筆的墨水消耗。材料也應(yīng)該相應(yīng)地是抗墨水腐蝕的。通過(guò)本發(fā)明的合金確保了必需的冷 成形能力和抗腐蝕兩者。
[0025] 本發(fā)明合金的特別的優(yōu)點(diǎn)是基于強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性和抗磨損性的增加以及同 時(shí)地足夠的剛度特性的形式的對(duì)最終用途最優(yōu)的特征的組合。此外，合金對(duì)常規(guī)使用的墨 水具有良好的抗腐蝕性。此外，考慮缺少或極其低的鉛含量，所要求保護(hù)的材料方案考慮了 對(duì)環(huán)境友好合金的必要性。
[0026] 而且，設(shè)計(jì)該材料用于特定的應(yīng)用，其中盡管對(duì)硬度和強(qiáng)度的高要求，但是必需程 度的可塑性能力是重要的。根據(jù)選擇的硅和鎳的元素范圍，可以使混合的鐵-鎳-錳硅化 物形成物特別地適于特性的最優(yōu)組合，該特性特別地涉及必要程度的延展性。
[0027] 在鑄造狀態(tài)下，結(jié)構(gòu)可以存在有最多50%體積的β相含量。這被當(dāng)做通過(guò)擠壓的 銅合金的足夠良好的熱成形能力的必要條件。
[0028] 在本發(fā)明的優(yōu)選的構(gòu)造中，在包括至少一次熱或冷成形操作的進(jìn)一步加工操作以 及進(jìn)一步的退火步驟后，結(jié)構(gòu)可以存在有5%到最多45%體積的β相、最多20%體積的混 合的含F(xiàn)e-Ni-Mn的硅化物的含量和平衡的α相。
[0029] 因?yàn)樵讦料嗷|(zhì)中不同尺寸分布的這些β間生和硬相，這種合金確保了結(jié)構(gòu)的 有利的熱穩(wěn)定性以及足夠的剛性特性，以及構(gòu)件的成比例的抗磨損。因?yàn)楣杌锏牡偷睦?焊接趨勢(shì)，特別地，高硅化物含量有助于支撐元件情況下滑動(dòng)和緊急運(yùn)轉(zhuǎn)特性方面的改善， 這可以補(bǔ)償Pb含量的缺少。通過(guò)這種方式，同樣已經(jīng)考慮了用于書寫用具的材料的更好環(huán) 境相容性的要求。
[0030] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，混合的含鐵-鎳-錳的硅化物可以在結(jié)構(gòu)中以柱狀形式