[發明專利]一種金屬合金材料、冶煉方法及其在制作鋼筆尖中的應用

在審

• 申請號: 201610110547.6
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105714200A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 祝鳳金
• 申請（專利權）人: 祝鳳金
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/04;C22C38/14;C22C38/10;B43K1/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 徐槐

技術領域

本發明屬于金屬合金材料領域，具體涉及一種金屬合金材料，還涉及上述的金屬合金材料的冶煉方法，以及上述的金屬合金材料在制作鋼筆尖中的應用。

背景技術

鋼筆，為人們書寫提供了便利，最初，人們在翎管筆和其它墨水筆上使用鋼制筆尖。鋼制筆尖廉價，但筆質硬，書寫不適，且不耐墨水中化學成分的腐蝕;金制筆尖書寫流利，耐腐蝕，但價格昂貴。1852年，英國人荷爾斯尋找優質而廉價的筆尖材料，他在澳大利亞的托斯尼亞發現了一種耐磨的天然造銥合金礦石。他將銥合金經過加工制成筆尖，結果既耐磨耐腐蝕，又書寫流利，造價低廉，大受人們歡迎。后來這種銥合金筆尖被使用于自來水筆上，即被稱為“銥金筆”。但由于需要量過大，天然的銥合金礦石供不應求。于是人們又開始尋找新的替代材料，逐漸采用鎢、鉬、錸等難熔金屬配入鈷、鎳等韌性高的金屬，制成筆尖所需的材料。這種筆，盡管沒有使用金屬銥，但人們仍習慣地稱其為“銥金筆”。

銥粒是多種金屬的合金,但是低端筆的銥粒是不含銥的，金筆尖、銥筆尖之所以耐用，秘密都在鋼筆尖上的小圓粒。這小圓粒是銥鋨合金做的，它非常堅硬耐磨。據上海金星金筆廠實驗，如果把金筆尖和鋼筆尖同時放在油石上磨，一小時后，金筆尖只磨損0.07毫米，而鋼筆尖磨損達5毫米。銥粒原料全部采用鉑族金屬，用于金筆。特點是耐磨性能高，超過國際水平，機械加工性能好。

銥粒原料部份采用鉑族金屬，用于高級銥金筆。特點是耐磨性能和價格都屬中等，使用面廣。

銥粒原料全部采用非鉑族金屬，用于普通銥金筆。特點是耐磨性能中等，價格低廉，機械加工性能好。

低端的筆尖其實不含銥元素，主要是鎳鉻合金的188銥粒，而現代歐美鋼尖筆（比如lamy）直接就是301不銹鋼。

硬度和材料的純度，狀態密切相關，鉻并不是最硬的金屬，99.5%的鉻，退火態的硬度只有大約200HV左右，比316不銹鋼還軟，電鍍的硬鉻鍍層硬度才有1100HV以上。一般認為退火態最硬的金屬單質是鋨，大約有500HV。目前市售的鋼筆有些硬度不夠，當鋼筆滑落時，容易產生開岔的現象，或者是書寫不順滑，或者是易磨損的狀態，或者是直接扭曲無法繼續使用，可見鋼筆尖的材質對于鋼筆的品質有著決定性的影響，從某種程度上來說，也影響著書寫的美觀性。

因此，必須針對上述的現象進行改進，設計一種書寫流暢順滑，而且硬度適中的鋼筆尖材質。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明提供了一種適于應用于鋼筆尖的合金材料，該合金材料應用于鋼筆尖中，書寫流暢順滑，而且其材質軟硬適中，既適于書寫又不至于滑落后使筆尖分岔；

本發明還提供了上述的合金材料的冶煉方法；

本發明是通過下述的技術方案來實現的：

本發明的金屬合金材料，包括下述重量份數的組分：

鈮0.55-4.32%錳0.84-5.56%

鎢0.64-5.63%鉬0.68-4.87%

錸0.58-3.15%鈦0.46-4.18%

鎂0.38-3.86%鈷0.53-4.85%

余量為鐵。

優選的，上述的金屬合金材料包括下述重量份數的組分：

鈮0.55-4.02%錳0.84-5.15%

鎢0.64-5.15%鉬0.88-4.25%

錸0.58-3.01%鈦0.46-4.08%

鎂0.38-3.47%鈷0.53-4.45%

余量為鐵。

優選的，上述的金屬合金材料包括下述重量份數的組分：

鈮1.32%錳3.84%

鎢1.75%鉬1.66%

錸1.86%鈦3.46%

鎂2.57%鈷3.24%

余量為鐵。

本發明的金屬合金材料的治煉方法，包括下述的步驟：

備料、裝料、送電、熔化、搖爐、合金化及澆注工序。

優選的，上述的金屬合金材料的治煉方法，包括下述的步驟：

備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的氫氣或者是惰性氣體，送電，加熱至熔化爐中的溫度為600-1300℃，保溫10-40分鐘；

將各原料按如下的重量比例投至熔化爐中熔煉；

在熔化的過程中連續電磁攪拌，在線檢測各金屬的含量，使各種金屬的含量在如下范圍，根據具體情況增補金屬，待成分合格后在300-500℃下進行真空澆鑄；

鈮0.55-4.02%錳0.84-5.15%

鎢0.64-5.15%鉬0.88-4.25%