一種金屬合金材料、冶煉方法及其在制作鋼筆尖中的應用
【技術領域】
[0001 ]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】
[0002]
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”。
[0003]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。銥粒原料全部采用鈾族金屬，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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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Iamy)直接就是301不銹鋼。
[0007]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。
[0008]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】

[0009]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%
H0.64-5.63%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。
[0010]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%
||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。
[0011 ]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。
[0012]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。
[0013]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 °C，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 V下進行真空澆鑄；
鈮0.55-4.02%錳0.84-5.15%
||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。
[0014]上述的加熱至熔化爐中的溫度為850-1250°C，保溫15_35分鐘。
[0015]上述的待成分合格后在350_450°C下進行真空澆鑄。
[0016]上述的金屬合金材料在制作鋼筆尖中的應用，也是本發明所要保護的范圍。
[0017]本發明的有益效果在于，采用本發明的原料及方法冶煉的金屬合金，硬度適中，書寫流暢，即使鋼筆滑落時，也不會影響其分岔或者是扭曲，出現影響使用的狀況。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例對本發明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發明，但并不因此限制本發明。
[0019]實施例1
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。
[0020]具體包括下述的步驟:
備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的氫氣，送電，加熱至熔化爐中的溫度為1000°c，保溫25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400°C下進行真空澆鑄；
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。
[0021]將上述的金屬合金材料制成鋼筆尖后，分別進行以下的實驗:
選擇一批鋼筆尖(100支)，將它們安裝在鋼筆上，分別從0.5米處、I米處，1.5米處將鋼筆垂直放下，檢驗鋼筆尖的受損程度，發現鋼筆尖并無扭曲或分岔現象，這說明鋼筆尖的硬度較好；
檢測上述的100支鋼筆尖，發現出墨水流暢，書寫流利順滑，這說明鋼筆尖的軟硬適中；使用半年后，再檢測這批鋼筆尖的磨損程度，發現鋼筆尖與最初的出廠形狀無異，幾乎無磨損；
使用一年后，再檢測這批鋼筆尖的磨損程度，發現鋼筆尖與最初的出廠形狀無異，幾乎無磨損；
實施例2
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。
[0022]具體包括下述的步驟:
備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的惰性氣體，送電，加熱至熔化爐中的溫度為800°C，保溫10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°C下進行真空澆鑄；
鈮0.55%錳0.84%
鎢0.64%鉬0.88% 錸0.58%鈦0.46%
鎂0.38%鈷0.53%
余量為鐵。
[0023]實施例3
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。
[0024]具體包括下述的步驟:
備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的氫氣，送電，加熱至熔化爐中的溫度為13000C，保溫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500°C下進行真空澆鑄；
鈮4.02%錳5.15%
鎢5.15%鉬4.25%
錸3.01%鈦4.08%
鎂3.47%鈷4.45%
余量為鐵。
[0025]實施例4
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。
[0026]具體包括下述的步驟:
備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的惰性氣體，送電，加熱至熔化爐中的溫度為950°C，保溫15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400°C下進行真空澆鑄；
鈮1.55%錳1.84%
鎢1.64%鉬1.88%
錸1.58%鈦1.46%
鎂1.38%鈷1.53%
余量為鐵。
[0027]實施例5
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。
[0028]具體包括下述的步驟:
備料后，裝料，在熔化爐中通入高純度的氫氣，送電，加熱至熔化爐中的溫度為12500C，保溫35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450°C下進行真空澆鑄； 鈮2.02%錳2.15%
鎢2.15%鉬2.25%
錸2.01%鈦2.08%
鎂2.47%鈷2.45%
余量為鐵。
【主權項】
1.一種金屬合金材料，其特征在于，所述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% ||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。2.如權利要求1所述的金屬合金材料，其特征在于，所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% ||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。3.如權利要求1所述的金屬合金材料，其特征在于，所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。4.如權利要求1所述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。5.如權利要求4所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 °C，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 V下進行真空澆鑄； 鈮0.55-4.02%錳0.84-5.15% ||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。6.如權利要求5所述的金屬合金材料的治煉方法，其特征在于，所述的加熱至熔化爐中的溫度為850-1250 °C，保溫15-35分鐘。7.如權利要求4所述的金屬合金材料的治煉方法，其特征在于，所述的待成分合格后在350-450 0C下進行真空澆鑄。8.如權利要求1所述的一種金屬合金材料在制作鋼筆尖中的應用。
【專利摘要】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。本發明的金屬合金材料，其特征在于，所述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。采用本發明的原料及方法冶煉的金屬合金，硬度適中，書寫流暢，即使鋼筆滑落時，也不會影響其分岔或者是扭曲，出現影響使用的狀況。
【IPC分類】C22C38/12, C22C38/14, C22C38/04, C22C38/10, B43K1/00
【公開號】CN105714200
【申請號】CN201610110547
【發明人】祝鳳金
【申請人】祝鳳金