專利名稱：一種含銅抗菌雙相不銹鋼及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域 ，具體涉及一種含銅抗菌雙相不銹鋼及其制備方法。
背景技術(shù)：
有害細菌極大地威脅著人們的生命安全，特別是抗藥細菌，一些傳統(tǒng)的殺菌劑已經(jīng)很難對它們起作用。而抗菌不銹鋼，在具有良好的機械性能和耐蝕性基礎(chǔ)上，又兼具低毒性、無污染、廣譜抗菌、抗菌持久以及不產(chǎn)生耐藥性等其它抗菌材料所無法比擬的優(yōu)越性能，可在公共場所、食品工業(yè)、餐飲服務(wù)、野外軍事日用品、水處理工廠以及家庭生活等方面獲得廣泛的應(yīng)用。因此，它的研究和應(yīng)用具有極高的社會價值和應(yīng)用前景。日本從上世紀90年代就進行了抗菌不銹鋼材料的研究工作，研發(fā)的產(chǎn)品主要為含銅或含銀鐵素體、馬氏體和奧氏體等抗菌不銹鋼。而我國在這方面的研究才剛剛起步，雖已有企業(yè)、科研院所在全力開發(fā)抗菌不銹鋼，但都主要集中在單相含銅抗菌不銹鋼上。雙相不銹鋼同時具備鐵素體和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點。與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的韌性高、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，且保留了鐵素體不銹鋼的熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小、具有超塑性等特點；而與奧氏體不銹鋼相比，則其強度較高，特別是屈服強度顯著提高，且耐晶間腐蝕、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能都有明顯的改善。若能賦予這種材料抗菌功效，則可用于如下設(shè)備或工作條件(I)家電設(shè)備、冷凍設(shè)備以及機械設(shè)備；(2)廚房器具；(3)食品加工業(yè)以及餐飲業(yè)的餐具、器具；(4)制藥、醫(yī)用植入材料、醫(yī)療衛(wèi)生器具和醫(yī)院設(shè)施；(5)污水或水處理凈化處理設(shè)施；(6)商店和其他公共場所的設(shè)施等領(lǐng)域。然而雙相不銹鋼由于合金化程度高，如果不能制定好相關(guān)熱處理工藝，很容易導(dǎo)致惡化材料性能的金屬間相析出，因此要選擇好合適的抗菌時效處理溫度和時間，只析出與抗菌有關(guān)的富銅相。與單相不銹鋼不同，要使這類材料產(chǎn)生抗菌相，時效熱處理工藝也是有區(qū)別的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含銅抗菌雙相不銹鋼及其制備方法，在含銅雙相不銹鋼的基礎(chǔ)上，進行常規(guī)的固溶處理后再進行抗菌時效處理，析出富銅相，起到抗菌作用，其抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌率達到99. 9%，制備方法簡單，效果顯著，具備顯著的經(jīng)濟和社會效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種含銅抗菌雙相不銹鋼的組成及其質(zhì)量百分比為C彡0.04% ;Si ( 1.0%;Mn ( I. 0% ；Ni 4. 75% 6. 0% ；Cr :24. 5% 26. 5% ；Mo :1. 75% 2. 25% ；Cu :2. 75% 3. 25% ;S、P 〈0. 04%，剩余部分為鐵。
一種如上所述的含銅抗菌雙相不銹鋼的制備方法包括以下步驟
(1)在常規(guī)感應(yīng)爐中熔煉所有材料入爐前都要進行除油、除銹、除氣處理；
所述的材料及其質(zhì)量分數(shù)為316L不銹鋼鋼錠或者邊角料60-65%、含鑰量大于60%的鑰鐵0. 4-0. 8%、含鉻量大于99%的金屬鉻12-15%、含銅量大于99%的電解銅2. 9-3. 4%，其余為工業(yè)純鐵；所述材料的質(zhì)量分數(shù)之和為100% ；
(2)先加316L不銹鋼鋼錠或者邊角料進行熔化，然后依次加入工業(yè)純鐵、鑰鐵、金屬鉻和電解銅；當溫度達到1600-1610°C時，加入硅鈣錳進行脫氧，加入量為總質(zhì)量的0. 3% ;然后除雜測溫澆注，澆注溫度不要超過1620°C ；
(3)澆注鑄件空冷后經(jīng)過1050°C固溶處理2h，水淬，然后在560°C下進行10_12h的抗菌時效處理。 所述的含銅抗菌雙相不銹鋼抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌效果達到99. 9%。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的含銅抗菌雙相不銹鋼是在含銅雙相不銹鋼的基
礎(chǔ)上，進行常規(guī)的固溶處理后再進行抗菌時效處理，析出富銅相，起到抗菌作用，其抗大腸
桿菌和金黃色葡萄球菌率達到99. 9%，制備方法簡單，效果顯著，具備顯著的經(jīng)濟和社會效.、
Mo
具體實施例方式以下用實施例對本發(fā)明做更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發(fā)明最佳實施方式的描述，并不對本發(fā)明的范圍有任何限制。實施例采用感應(yīng)爐熔煉鋼水，澆注于熔模型殼中澆注成試棒，冷卻后經(jīng)清砂、切割澆冒口、機加工后獲得022mmX 220mm的試棒。本發(fā)明含銅抗菌超級不銹鋼的化學成分及熱處理方式如表I所示。(實施例為含銅雙相不銹鋼并通過抗菌時效處理，對比例I為含銅雙相不銹鋼，未經(jīng)抗菌時效處理，對比例2為316L不銹鋼)。表I不同例材料化學成份
丨字號化學€分1 Ut0O- I
!CSiIS P Cr I Ni I Mo Cu
I 實觀 I0.040.980.72 I0.02 0..0: 26.0 | 5.4-1 | 1.972.S9
I 實施作j 20..030.680.73 ；0.01 01)2 25.S | 4.98 | 2.133.01
;實_330.-040.T60.6Sj0.02 0U3 24.8 | 5.8' 2.043J8 I
卜對比3 I 0.04 LO 1.001 0.020 0.019 26.0 | 5.442.89
........................................................................................................................................................t..........................................................................................................I...............................I................................................................
0.05 0.98 OJ7; 0.03 0.03 17.8 | 14.3 | 2.10 0 J
注剩余為Fe。實施例與對比例處理方式如表2所示。表2固溶處理方式采用典型的覆膜法，參照日本抗菌協(xié)會JISZ280檢測標準，檢測三種試樣對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抗菌效果，結(jié)果見表3。表3抗菌效果對比表
從以上實施例可以看出，本發(fā)明含銅抗菌雙相不銹鋼具有優(yōu)良的抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種含銅抗菌雙相不銹鋼，其特征在干該材料的組成及其質(zhì)量百分比為C≤ O. 04% ；Si く I. 0% ；Mn く I. 0% ；Ni :4· 759Γ6. 0% ；Cr :24. 59Γ26. 5% ；Μο :1· 759Γ2. 25% ；Cu 2. 75% 3· 25% ;S、P <0. 04%，剩余部分為鐵。
2.一種如權(quán)利要求I所述的含銅抗菌雙相不銹鋼的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括以下步驟 (1)在常規(guī)感應(yīng)爐中熔煉所有材料入爐前都要進行除油、除銹、除氣處理； 所述的材料及其質(zhì)量分數(shù)為316L不銹鋼鋼錠或者邊角料60-65%、含鑰量大于60%的鑰鐵O. 4-0. 8%、含鉻量大于99%的金屬鉻12-15%、含銅量大于99%的電解銅2. 9-3. 4%，其余為エ業(yè)純鐵；所述材料的質(zhì)量分數(shù)之和為100% ； (2)先加316L不銹鋼鋼錠或者邊角料進行熔化，然后依次加入エ業(yè)純鐵、鑰鐵、金屬鉻和電解銅；當溫度達到1600-1610°C時，加入硅鈣錳進行脫氧，加入量為總質(zhì)量的O. 3% ;然后除雜測溫澆注，澆注溫度不要超過1620°C ； (3)澆注鑄件冷卻后經(jīng)過1050°C固溶處理2h，然后在560°C下進行10_12h的抗菌時效處理。
3.—種如權(quán)利要求I所述的含銅抗菌雙相不銹鋼的應(yīng)用，其特征在于所述的含銅抗菌雙相不銹鋼抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌效果達到99. 9%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含銅抗菌雙相不銹鋼及其制備方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的含銅抗菌雙相不銹鋼是在含銅雙相不銹鋼的基礎(chǔ)上，進行常規(guī)的固溶處理后再進行抗菌時效處理，析出富銅相，起到抗菌作用。該材料含有下列重量百分比的成分C≤0.04%；Si≤1.0%；Mn≤1.0%；Ni4.75%~6.0%；Cr24.5%~26.5%；Mo1.75%~2.25%；Cu2.75%~3.25%；S、P<0.04%，剩余部分為鐵。材料經(jīng)經(jīng)固溶處理再加抗菌時效處理后，其抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌率達到99.9%，制備方法簡單，效果顯著，具備顯著的經(jīng)濟和社會效益。
文檔編號C22C38/44GK102676943SQ201210197059
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者劉 東, 向紅亮 申請人:福州大學