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考点跟踪突破13 说明文阅读
一、阅读下面选文,完成1~5题。
圆珠笔头制造难度到底有多大
①中国有3000多家制笔企业,从业人员20多万,年生产圆珠笔380亿支,就是这看似简单的圆珠笔,世界上只有5个国家能够完全自产,而中国却还没有彻底掌握制造中高档笔头的核心技术,每年至少要花2亿美元进口“零件”。
②笔头分为笔尖上的球珠和球座体。据中国制笔协会名誉理事长陈三元介绍,油性圆珠笔头的圆珠由黄铜、钢或者碳化钨制成;水性圆珠笔头的圆珠则采用不锈钢、硬质合金或氧化铝等材料制成。由这些材料制成的圆珠笔,要满足在同一个角度下,连续不断地书写800米且不出现断线情况才算合格,因此对制造原料和制造设备的要求都很高。
③其中,球珠用的碳化钨比钢硬度高数倍,仅比金刚石稍微差一点,直径0.5~1.0毫米的碳化钨球珠,我国不仅可以满足国内生产需要,还大量出口,其制造工艺和轴承滚珠类同,主要是采用滚珠旋压成形技术。
④在实际生产过程中,碳化钨先被制成比标准尺寸略大的小颗粒,铺散在一个带沟槽的盘上,并使这些小颗粒进入圆形沟槽,仅露出其顶部。然后放上一块又重又平的顶盘,压在这些小颗粒上面,在两盘之间注入研磨油,使这些小颗粒浸泡在含有粉末状金刚石的润滑混合物中。
⑤接着转动起下盘,使这些碳化钨小颗粒在圆形槽内不断地翻腾滚动,与槽壁、顶盘以及相互之间不断地接触,金刚石粉末不断地把这些小颗粒的边角研磨掉,使它们逐渐变得又圆又光。研磨过程中还要停下来几次,将这些小圆珠取出洗净,进行测试,直到生产出光滑度适中,完全符合规格标准的小圆珠为止。小圆珠太光滑了也不行,因为沾不上墨汁,就不能写字。一颗碳化钨的小圆珠大约需要断断续续研磨几十个小时。
⑥这一产品真正的设计难点在于怎样把这么小的圆珠,在极大数量下,做到完全相同,实现高精度和高互换性,这需要基于整个工业体系的严谨。
⑦笔头的另外一部分是直径仅有2.3毫米的球座体,无论是原材料还是生产设备,都长期掌握在瑞士、日本等国家手中。
⑧球座体关键部位的尺寸精度要求在两个微米,表面粗糙度要求0.4微米,在笔头最顶端的地方,也就是放小圆珠的地方,厚度仅有0.3毫米到0.4毫米。由于后期要进行高精度的加工,既要容易切削,加工时还不能开裂,这就对不锈钢原材料提出了极高的性能要求。直到2017年1月10日,中国太钢才正式对外宣布,成功研发出“笔尖钢”,百亿支圆珠笔有望用