專利名稱：一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼鐵冶金領(lǐng)域，特別涉及一種馬氏體不銹鋼。
背景技術(shù)：
不銹鋼自上世紀(jì)問世，到現(xiàn)在已有90多年的歷史。不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一項(xiàng)重大成就，不銹鋼的生產(chǎn)為工業(yè)和科技進(jìn)步奠定了重要的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。它在發(fā)展過程中逐步形成了鐵素體型不銹鋼、馬氏體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、奧氏體 鐵素體型雙相不銹鋼四大類。眾所周知，銀、銅對細(xì)菌的生長有抑制作用，早在公元1000年前就被用作飲水容器和醫(yī)療用具。不銹鋼本身具有的其它材料無法比擬的優(yōu)越性使得人們在20世紀(jì)90年代興起了對含銅、銀的抗菌不銹鋼的研究。日本在該領(lǐng)域研究起步較早。JP849085A公開了通過磁控濺射技術(shù)在不銹鋼基體材料的表面形成含有銀和/或銅的Cr、Ti、Ni或狗的金屬層或合金層的抗菌不銹鋼板。CN1111612C公開了含銀不銹鋼的制造方法，通過添加0.0001 的銀并于 700 1180°C溫度下退火，使不銹鋼中析出平均粒徑500 μ m以下的銀粒子、銀氧化物和銀硫化物。CN 1072732C中公開了由鐵素體不銹鋼制成的抗菌部件及其制備方法，通過添加 0. 4 3重量％的銅及以2. 0體積％的比例析出的富銅相來改善不銹鋼的抗菌性。在該專利中還提及了含銅0. 4 3重量％的馬氏體不銹鋼的制備方法，通過在熱軋后500 900°C 退火析出富銅相來改善馬氏體不銹鋼的抗菌性能。一般馬氏體不銹鋼制品在使用前必須經(jīng)過淬火和回火獲得較高的硬度以滿足使用要求，但此專利中僅經(jīng)退火處理的馬氏體不銹鋼板中富銅相在后續(xù)的淬火中將會(huì)發(fā)生重新固溶，并由此會(huì)造成抗菌率下降甚至消失。并且， 該專利中并未表明其抗菌性能的快速性、持久性和廣譜抗菌性。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，同時(shí)該不銹鋼具有良好的機(jī)械性能和較好的耐腐蝕性能。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成:C :0. 1 0. 3%, Si 0. 6 0. 8%, Mn 1. 6 1. 8%, P ( 0. 04%,S ^ 0. 03%, Cr 13 15%，Ni :0. 5 0. 7%，Cu :2. 2 2. 4%，Ag :0. 2 0. 4%，Ti :1. 3 1. 5%，V :0. 4 0. 6%, Zr 0. 2 0. 4%，Mo :3. 4 3. 6%，余量為!^e及不可避免的雜質(zhì)。優(yōu)選，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 15 0.25%，Si 0. 65 0. 75 %，Mn 1. 65 1. 75 %，P 彡 0. 04 %、S 彡 0. 03 %，Cr 13. 5 14. 5 %，Ni 0. 55 0. 65%, Cu 2. 25 2. 35%, Ag :0. 25 0. 35%, Ti :1. 35 1. 45%, V :0. 45 0. 55%, Zr 0. 25 0. 35%, Mo :3. 45 3. 55%，余量為！^e及不可避免的雜質(zhì)。
最優(yōu)選，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 20%，Si 0. 70%, Mn 1. 70%, P ^ 0. 04%, S ^ 0. 03%, Cr 14. 0%, Ni :0. 60%, Cu :2. 30%, Ag :0. 30%, Ti 1. 40%, V 0. 50%, Zr :0. 30%, Mo :3. 50%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。對本發(fā)明的馬氏體不銹鋼的化學(xué)成分設(shè)計(jì)依據(jù)如下C 其含量控制在0. 1 %以上是增加合金強(qiáng)度，但不易過多，含量超過0. 3 %時(shí)會(huì)降低耐蝕性，因此C含量控制在0. 1 0. 3%之間。Si 是作為脫氧劑加入的，但加入量過多會(huì)促進(jìn)金屬間化合物的形成，從而影響鋼的使用性能，因此Si的加入量應(yīng)控制在0. 6 0. 8%。Mn:對形成馬氏體起到一定的作用，但加入量過多會(huì)降低鋼的耐蝕性，其含量應(yīng)控制在1.65 1.75%以下。P、S 出于對鋼的熱塑性和耐蝕性的考慮，這兩個(gè)元素含量要盡量低些，應(yīng)控制 P 彡 0. 04%, S ^ 0. 03%。Cr 改善鋼的耐蝕性的重要元素，當(dāng)其含量低于10%時(shí)，鋼的耐蝕性較差，不能達(dá)到使用要求，但其含量超過15%時(shí)會(huì)增大鐵素體及金屬間化合物析出傾向，因此Cr含量應(yīng)控制在13 15%之間。Ag和Cu 銀和銅都具有抗菌性，Cu還可提高鋼的耐蝕性、耐磨性及冷加工成形性。 當(dāng)銅含量較低時(shí)，即使經(jīng)過抗菌處理，不銹鋼基體中也不能形成彌散的析出相ε Cu，從而不能表現(xiàn)出抗菌性能。而當(dāng)銅含量過高后，過量的銅將降低材料的機(jī)械加工性能和耐腐蝕性能。銀的抗菌機(jī)理為1)銀離子與細(xì)胞膜和膜蛋白結(jié)合，破壞細(xì)菌立體結(jié)構(gòu)，致使細(xì)菌死亡；幻銀能將氧催化成活性氧，活性氧具有殺菌能力。研究表明，銀抗菌能力是銅的100 倍，且無需時(shí)效處理，加入銀的合金成本被合金加入量的減少和工藝成本的降低部分抵消。 所以本發(fā)明者還選擇銀作為抗菌元素。同時(shí)，鋼中原有加入的銅在時(shí)效形成ε-Cu相后可以促進(jìn)銀離子在鋼表面鈍化膜的穿越能力，形成復(fù)合抗菌機(jī)制，最大限度達(dá)到抗菌效果。本發(fā)明人在大量實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了本發(fā)明的核心元素Cu和Ag的上述含量范圍，使得本發(fā)明的不銹鋼的抗菌性能和力學(xué)性能最優(yōu)化。除了上述主要的元素外，本發(fā)明還通過大量試驗(yàn)確定了次要合金化元素Ni、Ti、V、 ^ 和M0的最優(yōu)含量范圍。這些元素或者細(xì)化晶粒，或者提高力學(xué)性能，或者提高耐蝕性，總之，達(dá)到協(xié)同效果，使本發(fā)明的不銹鋼的綜合性能優(yōu)異。本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明對不銹鋼的化學(xué)成分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用正交試驗(yàn)，篩選出最佳的Cu和 Ag的含量范圍，同時(shí)考慮耐蝕性以及機(jī)械性能等綜合性能，篩選出合金化元素Si、Mn、Cr、 M、Ti、&、V和Mo的最佳含量范圍，使得各合金化元素所起到的技術(shù)效果相互協(xié)同，使得該抗菌馬氏體不銹鋼的性能最佳。本發(fā)明的不銹鋼保持了原有鋼種優(yōu)良的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，并具有良好的廣譜抗菌性能，能抑制和殺死各種常見的細(xì)菌，并且效果持久。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 1%，Si :0. 8%，Mn :1. 6%，P 彡 0. 04%,S ^ 0. 03%, Cr 15%, Ni 0. 5%, Cu 2. 4%,Ag 0. 2%,Ti 1. 5%,V 0. 4%,Zr 0. 4%,Mo :3.4%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例二一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 3%，Si :0. 6%，Mn :1. 8%，P 彡 0. 04%,S ^ 0. 03%, Cr 13%, Ni 0. 7%, Cu 2. 2%,Ag 0. 4%,Ti 1. 3%,V 0. 6%,Zr 0. 2%,Mo :3.6%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例三一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成c :0. 25%, Si :0. 65%, Mn :1. 75%, P 彡 0. 04%, S 彡 0. 03%, Cr :13. 5%, Ni 0. 65%, Cu 2. 25%, Ag :0. 35%, Ti :1. 35%, V :0. 55%, Zr :0. 25%, Mo :3. 55%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例四一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成c :0. 15%, Si :0. 75%, Mn :1. 65%, P 彡 0. 04%, S 彡 0. 03%, Cr :14. 5%, Ni 0. 55%, Cu 2. 35%, Ag 0. 25%, Ti 1. 45%, V 0. 45%, Zr 0. 35%, Mo 3. 45%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例五一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 2%，Si :0. 7%，Mn :1. 7%，P 彡 0. 04%,S ^ 0. 03%, Cr :14%,Ni 0. 6%, Cu 2. 3%, Ag 0. 3%, Ti 1. 4%, V :0. 5%, Zr :0. 3，Mo :3. 5%，余量為 Fe 及不可避免的雜質(zhì)。申請人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程， 但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對本發(fā)明的任何改進(jìn)， 對本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，其特征在于，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成c :0. 1 0. 3%，Si 0. 6 0. 8%，Mn 1. 6 1. 8%，P 彡 0. 04%, S 彡 0. 03%，Cr 13 15%，Ni :0. 5 0. 7%，Cu :2. 2 2. 4%，Ag :0. 2 0. 4%，Ti 1. 3 1. 5%, V 0. 4 0. 6%，Zr :0. 2 0. 4%，Mo :3. 4 3. 6%，余量為!^e及不可避免的雜質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，其特征在于，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 15 0. 25%, Si 0. 65 0. 75%，Mn :1. 65 1.75 %，P 彡 0. 04 %、S 彡 0. 03 %，Cr 13. 5 14. 5 %，Ni :0. 55 0. 65 %，Cu :2. 25 2.35%,Ag 0. 25 0. 35%,Ti :1. 35 1. 45%,V :0. 45 0. 55%,Zr :0. 25 0. 35%,Mo 3.45 3. 55%，余量為！^及不可避免的雜質(zhì)。
3.如權(quán)利要求2所述的一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，其特征在于，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C :0. 20%，Si 0. 70%, Mn 1. 70%, P^O. 04%, S 彡 0. 03%, Cr 14. 0%, Ni :0. 60%, Cu :2. 30%, Ag :0. 30%, Ti :1. 40%, V :0. 50%, Zr 0. 30%, Mo 3. 50%，余量為!^e及不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有廣譜抗菌作用的馬氏體不銹鋼，該不銹鋼以百分比計(jì)(重量)由下列組份組成C0.1～0.3％，Si0.6～0.8％，Mn1.6～1.8％，P≤0.04％、S≤0.03％，Cr13～15％，Ni0.5～0.7％，Cu2.2～2.4％，Ag0.2～0.4％，Ti1.3～1.5％，V0.4～0.6％，Zr0.2～0.4％，Mo3.4～3.6％，余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)。
文檔編號(hào)C22C38/58GK102534427SQ20121002041
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月19日
發(fā)明者朱育盼 申請人:朱育盼