Нержавеющая сталь. Наиболее распространенный состав: 74 % железа, 18 % никеля и 8 % хрома. Она используется для изготовления большинства конструктивных элементов. Этот материал - твердый, достаточно пластичный, хорошо поддается таким видам обработки, как холодная прокатка, волочение, штамповка и обжатие. Нержавеющая сталь обладает высокой стойкостью к атмосферной коррозии; можно обрабатывать ее до получения привлекательной на вид поверхности - матовой, шершавой либо отполированной до зеркального блеска. Можно также нанести тонкое гальваническое покрытие из никеля, а поверх него - блестящее покрытие из хрома. Благодаря своей жесткости и коррозионной стойкости нержавеющая сталь используется для изготовления корпусов, крышек и наконечников шариковых ручек.

        Латунь. Под термином «латунь» подразумевается обширное семейство сплавов, основанных на использовании различных вариантов системы «медь - цинк» и часто содержащих прочие металлические присадки, которые придают сплавам специфические свойства. Наиболее часто встречаются следующие составы: 60 % меди и 40 % цинка; 63 % меди и 37 % цинка; 709 % меди и 30 % цинка. Эти составы сочетают в себе адекватные механических свойства, легкость изготовления и стойкость к коррозии.

         Титан. Этот металл относительно легок, его удельный вес составляет лишь 50 % удельного веса латуни или нержавеющей стали, однако он обладает чрезвычайно высокой стойкостью к коррозии.

       Алюминий. Чистый алюминий - мягкий металл, который не способен выдерживать давление, а потому легко деформируется. Вдобавок, алюминий недостаточно тверд, чтобы выдержать небрежное обращение, которому подвергается большинство принадлежностей для письма. Тем не менее он используется для изготовления деталей, которые не подвергаются регулярному износу. Путем сплавления алюминия с другими металлами можно получить ряд материалов, которые сохраняют общие для них характеристики легкости и долговечности, однако обладают и другими более высокими показателями: повышенной прочностью на растяжение и твердость, а также улучшенной обрабатываемостью.

            Металлы обладают значительным преимуществом по сравнению с другими материалами, используемыми в производстве шариковых ручек, поскольку кристаллографическая структура большинства обычно применяемых сплавов обеспечивает крайне необходимые механические свойства, такие, как твердость, упругость и пластичность. Это позволяет применять самые различные методы горячей и холодной обработки для изготовления компонентов шариковых ручек, которым легко придать нужную форму. Помимо универсальности в применении, сплавы металлов обладают приятным внешним видом. Кроме того, применение покрытий дает возможность производителям шариковых ручек изготовлять обширный ассортимент долговечных и красивых инструментов для письма, способных удовлетворить индивидуальные требования.

       Металлы обладают более широким  диапазоном свойств, чем любой  другой класс конструкционных  материалов. К примеру, твердые  стали обладают пределом прочности на растяжение свыше 250 т/кв. дюйм при комнатной температуре. Температуры плавления могут колебаться от -39 гр.ц. у ртути до 3410 гр.ц у вольфрама. Нержавеющие сплавы устойчивы к воздействию большинства химических веществ, за исключением самых сильных. Способность металлических наконечников сопротивляться атмосферной коррозии, а также воздействию самых разных сортов чернил чрезвычайно важна для производителей авторучек.

         2) Картриджи шариковых ручек и корпус изготовляют из пластика на основе производных целлюлозы. Существует много производных целлюлозы, играющих наиболее важную роль в изготовлении шариквых ручек; среди них - нитроцеллюлоза, ацетилцеллюлоза, пропионат целлюлозы и ацетобутират целлюлозы. К числу их общих физических свойств принадлежат высокое сопротивление стиранию, высокая газопроницаемость, хорошие электроизоляционные свойства, средняя проницаемость водяных паров и хорошая прозрачность.

       Нитроцеллюлоза. Это вещество получают прямым нитрированием целлюлозы азотной кислотой, при помощи различных методов. Продукт обладает вполне удовлетворительной безусадочностью, низким водопоглощением и достаточно высокой ударной вязкостью. Он довольно неустойчив к воздействию тепла и прямых солнечных лучей. Его можно формовать лишь при помощи ограниченного количества методов. Он также легко воспламеняется.  Нитроцелюлоза чрезвычайно взрывоопасна и огнеопасна.

       Ацетилцеллюлоза. В результате реакции уксусной кислоты и уксусного ангидрида с технической целлюлозой образуется триацетат целлюлозы. При гидролизе этого вещества образуется ацетилцеллюлоза. Применение пластификатора снижает температуру размягчения целлюлозы, что позволяет производить ее обработку без ухудшения свойств.

       Пропионат целлюлозы  и ацетобутират  целлюлозы. Оба эти вещества образуются путем замены уксусной кислоты и уксусного ангидрида соответствующими кислотами и ангидридами. Сложные эфиры сплавляют с пластификатором в условиях высокой температуры и высокого давления для получения однородных расплавов, которые формуются в стержни и гранулы. Пропионат и ацетобутират целлюлозы обладают повышенной прочностью и более стабильны, поскольку характеризуются более низким водопоглощением.

     3)При изготовлении чернил для письма используются следующие химические вещества: фуксин, индиго, сульфат железа (II), индигокармин, силигальмин, сульфацилин. Фукси́н (солянокислый розанилин) -C20H2ON3Cl - зеленые кристаллы с металлическим блеском, водные растворы пурпурно-красного цвета. Краситель, малостойкий на свету. Плохо растворим в воде, хорошо-в спирте. Индиго- кристаллы фиолетового цвета, малорастворимы в большинстве органических растворителей. Химическая формула C16H10N2O2. Молярная масса 262.27 г/моль, состояние твёрдое, температура плавления 390–392 °C. Сульфат железа(II)- FeSO4, молярная масса 151,91 г/моль, плотность 1,8—1,9 г/см³, температура плавления 400°C,растворимость в воде 25.6 г/100 мл. Индигокармин-динатриевая соль индиго-5,5'-дисульфокислоты. Химическая формула C16H8N2Na2O8S2, молярная масса 466,36 г/моль, растворимость в воде 1 г/100 мл. Индигокармин легко растворим в воде.

       3.4  Технология производства шариковых ручек Bic

  Основное  производство шариковых  ручек  Bic составляют 3 цеха:

                   1) литьевой; 2)чернильный  ; 3)сборочный.

1) В литьевом цеху изготавливают наконечники, корпуса, хвостовики, крышки, картриджи.

       Изготовление наконечника. Главное в идеальной шариковой ручке крошечный - металлический шарик на кончике. Во время письма на кончик ручки оказывается огромное давление. Поэтому шарик изготавливают из крепкого металла- карбида вольфрама. Изначально карбид вольфрама представляет собой мелкий порошок. Его загружают в уплотнитель, чтобы  сформировать крошечные гранулы  диаметром 1 мм.

        Для кончиков ручек необходима  идеально отполированная сфера  поэтому далее гранулы отправляются в притирочный станок. Взяв за образец предварительно обработанный шарик , станок настраивается. В него добавляется смазочное масло и тысячи необработанных гранул загружаются внутрь. Чтобы отшлифовать твердый вольфрам в станок добавляют одну чайную ложку специальной пасты из  алмазного порошка  .Шлифовка продолжается не менее пяти дней.

       Чтобы быть на 100% уверенными ,что  полученные шарики соответствуют  стандарту, их тщательно проверяет  специалист. В день проверку проходят 50000 шариков. Образцы рассматриваются на малейшие дефекты поверхностей. Если в каждой пятитысячной обнаруживается хоть малейшее несоответствие стандарту, вся партия утилизуется .

       После проверки металлические шарики вставляются в гнездо ,в наконечник, изготовленный из смесей металлов. Шарики должны плотно сидеть в гнезде, оставляя только крошечный зазор для доступа чернил. Высококачественный наконечник шариковой ручки  изготавливают  с точностью до микрона( это одна шестидесятая часть диаметра человеческого волоса). Чтобы убедиться, что шарики должным образом устанавливаются в гнезда, процесс контролируют крошечные камеры .

       Корпус,хвостовики,крышки шариковых ручек изготавливается методом литьевого прессования.

       Картриджи  изготавливают с помощью экструдера. Пластик сначала нагревают , а потом экструдируют в емкости с водой.  Экстру́зия  — технология получения изделий путем продавливания расплава материала через формующее отверстие. Шнек перемещает исходный материал вдоль цилиндрического корпуса при высокой температуре и высоком давлении. Пространство, в котором размягченный материал может перемещаться с помощью шнека, постепенно уменьшается, и в результате материал становится вязкотекучим. Затем его продавливают через небольшие отверстия в экструзионной головке при атмосферном давлении и температуре атмосферного воздуха. В результате материал расширяется и принимает ту или иную форму в зависимости от конфигурации отверстия.

     2)Чернильный цех. Здесь  изготавливают чернила - точно дозированную смесь красителей, смолы и растворителей. Определить на глаз  нужную густоту чернил не возможно. Чтобы чернила не оказались слишком вязкими или водянистыми их проверяют с помощью мини-пресса. Чернила соответствующие качеству далее отправляются в сборочный цех.

     3)Сборочный цех. В сборочном цеху пластиковые картриджи заполняются чернилами и присоединятся к точному шариковому наконечнику, осуществляется сборка ручек (надевается корпус, колпачок, заглушка). Затем партии проходят тщательные проверки, что ручки закрыты колпачком и заглушками, совпадающими с цветом чернил.                    

  3.5  Контроль качества  шариковой ручки

    Ручки подвергаются приемосдаточным, периодическим типовым  испытаниям и инспекционному контролю. Программы испытаний устанавливаются в нормативно-техническом документе  ГОСТ 28937-91.  

       Периодические испытания ручек проводятся на образцах из числа  выдержавших приемосдаточные испытания, не реже одного раза в 3 месяца, при этом ручки должны быть проверены на соответствие всем требованиям настоящею стандарта. Допускается проверку ручек на устойчивость к воздействию климатических факторов и транспортирование проводить не реже одного раза в год.         

          Приемосдаточные, периодические, типовые испытания и инспекционный контроль следует проводить статистическим методом по ГОСТ 18242.

      Ручки на контроль предъявляют партиями. Партией считают ручки одной модели, одной модификации, оформленные одним документом. Ручки для контроля отбирают из партии методом наибольшей объективности по ГОСТ 18321. Приемочные уровни дефектности, объемы партии и выборок устанавливают в нормативно-технической и технической документации на ручки конкретных моделей, утвержденной в установленном порядке.

                  Испытания ручек, предусмотренные настоящим стандартом проводят при нормальных условиях по ГОСТ 15150.

           Удержание пишущего узла в рабочем положении проверяют на любом приборе, обеспечивающем измерение усилия с точностью 10,098 Н. Продолжительность приложения нагрузки от 10 до 15 с.

        Выступание наконечника пишущего узла в рабочем положении из корпуса ручки измеряют универсальным мерительным инструментом, отсутствие выступания пишущего узла в нерабочем положении из корпуса ручки с выдвижным пишущим узлом определяют визуально .

        Снятие крышки с корпуса ручки со стороны наконечника пишущею узла проверяют подвешиванием к ней груза массой (2.0+0.01) кг. Отсутствие спадания крышки, надетой со стороны, противоположной пишущему узлу, под действием собственного веса проверяют поворотом ручки крышкой вниз.

    Пригодность ручки к использованию после падения в соответствии с требованиями определяют сбрасыванием испытываемого образца с высоты (1 ±0.05) м боковой поверхностью и последующим внешним осмотром на отсутствие разрушений деталей ручки. Признаками разрушения являются трещины, сколы.

          Прочность на изгиб ручек следует проверять на стенде, обеспечивающем приложение к ручке статической нагрузки (50 ±0.5) Н в местах соединений. Продолжительность приложения нагрузки от 10 до 15 с.          

    Качество соединений корпусных деталей проверяют на стенде, обеспечи- 
вающем приложение к испытываемой ручке статическою осевого усилия (SO ±0.5) Н и крутящего момента (1,0+0,1) Нм. При этом не должно наблюдаться смещения деталей относительно друг друга. Продолжительность приложения усилия от 10 до 15 с.

     Проверку внешнего вида ручки проводят сравнением с образцом-эталоном визуально.

       Проверку применения коррозионно-стойких металлов при изготовлении деталей ручек проводят визуально сравнением с образцом-эталоном, требований к покрытиям (кроме покрытия золотом) - по ГОСТ 9.302, к покрытию золотом — по нормативно-технической и технической документации на ручки конкретных моделей, утвержденной в установленном порядке.

      Испытание ручек на транспортирование проводят последующей методике. Ручки в упаковке подвергают воздействию тряски на специальном стенде в течение 2 ч . После этого ручки в упаковке выдерживают последовательно в течение 4 ч при температуре минус 15 С. в течение 2 ч при нормальной температуре, в течение 4 ч при температуре 45 С. в темеIпк- 2 ч при нормальной температуре. Затем ручки распаковывают и проверяют по программе периодических испытаний. Допускается проводить испытание на транспортирование перемоткой ручек на автотранспорте по грунтовой дороге с неусовершенствованным покрытием со средней скоростью 40 км/ч на расстояние 200 км.

    Проверку наличия указателя цвета пасты, комплектности, нанесения товарного знака проводят сравнением испытываемых образцов с технической документацией ивизуально.Проверку длины линии письма ручек без сменного пишущею узла проводят по методике, установленной в нормативно-технической и технической документации на ручки конкретных моделей, утвержденной в установленном порядке.