一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法
【專利摘要】一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法，生產(chǎn)工藝是使用酸性爐襯的中頻感應(yīng)電爐熔煉金屬，先加入低碳鋼，熔化后加入鈦鐵、鎳片、鉻鐵、硅鐵、錳鐵，最后加覆蓋劑，升溫至1650℃±5℃，爐料全部熔化后，降溫至1550-1600℃，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時(shí)在澆包中再次脫氧、扒渣后，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中得到零件毛坯；零件毛坯再經(jīng)熱處理得產(chǎn)品。使用本發(fā)明的方法，可以在大氣環(huán)境下采用一次整體成形的方法制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種含銅合金型抗菌不銹鋼機(jī)械零部件，極大地拓寬了抗菌不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對周圍的環(huán)境和自身的健康越來越重視，因此對食品加工、食糖生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)、餐具炊具、衛(wèi)浴設(shè)備、醫(yī)療器械以及公共場所設(shè)施的材料提出了更高的要求，綠色加工、綠色生產(chǎn)的呼聲日趨強(qiáng)烈?？咕讳P鋼正是在這樣一種形勢下應(yīng)運(yùn)而生的新型材料?？咕讳P鋼是材料科學(xué)與環(huán)境科學(xué)交叉而發(fā)展出的一種新型材料，其特點(diǎn)在于材料自身具有抗菌、滅菌性能，可應(yīng)用于食品加工、食糖生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)、餐具炊具、衛(wèi)浴設(shè)備、醫(yī)療器械以及易交叉感染的地方和公共場所的各種設(shè)施。因此，開發(fā)和應(yīng)用抗菌不銹鋼既可帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，又可產(chǎn)生廣泛的社會效益。
[0003]抗菌不銹鋼是指自身具有抗菌功能的不銹鋼新材料，它能夠像普通不銹鋼一樣作為耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料使用，同時(shí)對常見的細(xì)菌具有廣譜殺菌特性，如對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念球菌等常見細(xì)菌的殺滅率都在99%以上，而且對人體無害，因而是一種結(jié)構(gòu)/功能一體化的新材料?？咕讳P鋼主要有三種類型:第一種是在材料表面涂上一層具有抗菌作用的化學(xué)涂層，但化學(xué)涂層在殺菌的同時(shí)，也成為健康的潛在威脅。第二種是在表面鍍上帶有抗菌功能的金屬材料，但該材料不適用于高腐蝕、高磨損的產(chǎn)品，一旦表層被腐蝕或者脫落，便會喪失抗菌功能。第三種是合金型抗菌不銹鋼，這是一種自帶抗菌功能的抗菌不銹鋼，主要通過在冶金過程中添加抗菌元素并用特殊工藝加以處理，材料的抗菌性能由此達(dá)到了永恒，即使表面被磨損掉，材料內(nèi)部同樣具有抗菌效力。
[0004]資料表明，在鋼鐵材料中，不銹鋼具有長壽、免維修及最低的壽命周期成本的特性。不銹鋼材質(zhì)的機(jī)械零部件可比普通碳素鋼或鑄鐵的機(jī)械零部件使用壽命提高2.5-4.5倍。因此，抗菌不銹鋼是一種理想的食品加工、食糖生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)機(jī)械材料。因?yàn)榭咕讳P鋼與同類不銹鋼相比，耐蝕性能有增無減，物理性能基本相當(dāng)，力學(xué)性能也基本相同。所以，抗菌不銹鋼既能夠像普通不銹鋼一樣作為耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料使用，同時(shí)又具有抗菌、滅菌的功能，因而是一種新型節(jié)能環(huán)保、綠色生產(chǎn)的食品加工、食糖生產(chǎn)、藥品生產(chǎn)機(jī)械材料。但是目前出現(xiàn)的抗菌不銹鋼成品大多為棒材、管材、板材，需二次加工(焊接、沖壓等)才能形成最終產(chǎn)品。這對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的食品加工機(jī)械、食糖生產(chǎn)機(jī)械及藥品生產(chǎn)機(jī)械是極不適應(yīng)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種一次整體成形、可工業(yè)化批量生產(chǎn)、有極大拓寬應(yīng)用領(lǐng)域的一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法。
[0006]本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:
[0007]含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型方法是:
[0008]1.含銅合金型抗菌不銹鋼的熔煉和鑄造:
[0009]使用酸性爐襯的中頻感應(yīng)電爐熔煉金屬，冷爐起爐，先加入低碳鋼，待鋼水熔化至75-85%時(shí)，先加入配方量的鈦鐵，再加入配方量的鎳片、鉻鐵、硅鐵、錳鐵，最后加入由稻草灰與干木炭組成的覆蓋劑覆蓋，升溫至1650°C ±5°C，待爐料全部熔化后，降溫至1550-1600°C，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時(shí)在澆包中再次脫氧，脫氧完畢后扒渣干凈，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中，即可得到含銅合金型抗菌不銹鋼的零件毛坯。
[0010]2.零件毛坯的熱處理:
[0011]在1140-1160°C下固溶處理1.5小時(shí)，水冷至室溫；然后850°C回火處理6.5小時(shí)，
空冷至室溫。
[0012]覆蓋劑中稻草灰與干木炭的質(zhì)量比為70%: 30%。
[0013]電解銅的加入量為熔煉金屬總質(zhì)量的1.5%。
[0014]使用本發(fā)明的方法，可以在大氣環(huán)境下采用一次整體成形的鑄造方法制備結(jié)構(gòu)復(fù)雜的各種含銅合金型抗菌不銹鋼機(jī)械零部件，極大地拓寬了抗菌不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是用本發(fā)明的鑄造成型法制備的含銅合金型抗菌不銹鋼的金相組織圖。圖中呈白色者為鐵素體，黑色者為析出的ε -Cu相；水溶液腐蝕劑為Fe C I3-HCl ;300Χ。
[0016]圖2是實(shí)施例1用本發(fā)明的方法制備的含銅合金型抗菌不銹鋼攪拌葉片附鑄試樣的金相組織圖。
[0017]圖3是實(shí)施例2用本發(fā)明的方法制備的含銅合金型抗菌不銹鋼梳板附鑄試樣的金相組織圖。
[0018]圖4是實(shí)施例3用本發(fā)明的方法制備的含銅合金型抗菌不銹鋼吸濾機(jī)摩擦板附鑄試樣的金相組織圖。
[0019]圖5是實(shí)施例4用本發(fā)明的方法制備的含銅合金型抗菌不銹鋼吸濾機(jī)分配板附鑄試樣的金相組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]含銅合金型抗菌不銹鋼化學(xué)成分見表1 ;試驗(yàn)原材料的化學(xué)成分見表2 ;當(dāng)試驗(yàn)合金總質(zhì)量為5Kg時(shí)含銅合金型抗菌不銹鋼生產(chǎn)配料單見表3 ;覆蓋劑的組成:70%稻草灰+30%干木炭；造型用砂:覆膜砂。
[0021 ] 表1含銅合金型抗菌不銹鋼化學(xué)成分wt%
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法，其特征是: 生產(chǎn)工藝流程是: ⑴含銅合金型抗菌不銹鋼的熔煉: 使用酸性爐襯的中頻感應(yīng)電爐熔煉金屬，冷爐起爐，加入低碳鋼，待鋼水熔化至75-85%時(shí)，先加入配方量的鈦鐵，再加入配方量的鎳片、鉻鐵、硅鐵、錳鐵，最后加入由稻草灰與干木炭組成的覆蓋劑覆蓋，升溫至1650±5°C，待爐料全部熔化后，降溫至1550-1600°C，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時(shí)在澆包中再次脫氧，脫氧完畢后扒渣干凈，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中，即可得到合金型抗菌不銹鋼的零件毛坯； ⑵零件毛坯的熱處理: 在1140-1160°C下固溶處理1.5小時(shí)，水冷至室溫；然后850°C回火處理6.5小時(shí)，空冷至室溫。
2.如權(quán)利要求1所述的含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法，其特征是覆蓋劑中稻草灰與干木炭的質(zhì)量比為70%: 30%。
3.如權(quán)利要求1所述的含銅合金型抗菌不銹鋼的鑄造成型法，其特征是電解銅的加入量為熔煉金屬總質(zhì)量的1 .5%。
【文檔編號】B22C9/22GK103911541SQ201410125340
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月29日
【發(fā)明者】蘇廣才, 寧廣承, 湯宏群, 梁兆年, 張修海, 杜華就, 冼滿峰 申請人:廣西大學(xué), 南寧市摩力特種合金鑄造廠