專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及奧氏體不銹鋼，是一種含有Ag和Cu兩種抗菌元素的抗菌不銹鋼，具有優(yōu)良的長(zhǎng)期抗菌功能，可以應(yīng)用于日常生活中需要抗菌的各種領(lǐng)域，如廚房設(shè)備、餐飲器具、醫(yī)療器械、食品加工和制藥機(jī)械以及公共設(shè)施等。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，抗菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但目前市場(chǎng)上的抗菌制品，多為通過(guò)添加抗菌劑制成的抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌織物等，鮮有高強(qiáng)度和耐高溫的金屬抗菌材料。抗菌不銹鋼兼具抗菌功能、裝飾美化功能和結(jié)構(gòu)材料功能，可以用于制作要求高強(qiáng)度、耐腐蝕、耐高溫、耐摩擦的制品，是理想的抗菌材料，因而可以在日常生活中廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)在已有單一含Cu或單一含Ag的抗菌不銹鋼的報(bào)道。Cu和Ag都是人們熟知的具有抗菌功能的元素，尤其是Ag，其抗菌功能甚至比Cu高2個(gè)數(shù)量級(jí)。但Ag價(jià)格昂貴，而且在不銹鋼中的溶解度極低，用常規(guī)的冶金技術(shù)很難獲得足夠的收得率，采用特殊冶煉工藝會(huì)大幅度提高成本；可以通過(guò)過(guò)飽和固溶體沉淀析出的方法實(shí)現(xiàn)Cu抗菌相在不銹鋼中的彌散分布，析出相越多，抗菌性能越強(qiáng)。但Cu析出相在表面的存在會(huì)顯著降低不銹鋼的抗蝕性能，析出相愈多，抗蝕性能下降愈明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，解決單一添加抗菌元素在技術(shù)、成本和性能方面存在的缺憾，從而進(jìn)一步提高材料的抗菌性能和優(yōu)化材料的綜合性能。
本發(fā)明具體提供了一種具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于同時(shí)含有0.0005～0.20重量％的Ag和2.5～4.5重量％的Cu，其中Ag以微細(xì)的銀粒子或氧化物、硫化物形式存在，Cu部分或大部分以富Cu沉淀相的形式存在。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼中，最好C≤0.1重量％，Si≤2重量％，Mn≤3重量％，Cr 10～30重量％，Ni 5～12重量％。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于進(jìn)一步含有0.1～1重量％的Ti和/或Nb。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，可以進(jìn)一步含有至少一種下述合金元素不超過(guò)2重量％的Mo，不超過(guò)1重量％的Zr，不超過(guò)0.1重量％的B。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，還可以進(jìn)一步含有0.001～1.0重量％的V。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼中，其P和S的含量最好控制在0.015重量％以下。
本發(fā)明具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，可以是板材、管材、帶材或鑄件。
本發(fā)明還提供了上述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，在950～1100℃進(jìn)行充分的固溶處理，然后在500～900℃進(jìn)行充分的時(shí)效處理，使基體中形成Cu的沉淀相，其尺度介于納米和亞微米間。
本發(fā)明通過(guò)添加較少量的Ag和采用常規(guī)的冶煉技術(shù)實(shí)現(xiàn)不銹鋼中有一定的Ag或含Ag相分布，同時(shí)添加較少量的Cu并通過(guò)抗菌熱處理使之在鋼中以抗菌相的形式析出，則可以較低的成本獲得既具有優(yōu)良的抗菌性能、又保證耐蝕性要求的奧氏體抗菌不銹鋼，奧氏體不銹鋼的抗蝕性能明顯優(yōu)于鐵素體不銹鋼，其制品的適用范圍更廣。
本發(fā)明通過(guò)在不銹鋼中添加具有抗菌功能的金屬元素Ag和Cu并進(jìn)行由固溶和時(shí)效組成的抗菌熱處理，在不銹鋼中形成微細(xì)的含Ag和含Cu的抗菌相(分別為Ag和Ag的氧化物或硫化物和富Cu相ε-Cu)，使材料具有優(yōu)良的抗菌功能。由于抗菌相是在不銹鋼表面和內(nèi)部均勻彌散分布，材料的抗菌功能不會(huì)因?yàn)槟p而喪失。因此本發(fā)明的抗菌不銹鋼可以作為結(jié)構(gòu)材料和裝飾美化材料用于制造需要抗菌的日常生活用品如餐飲器皿、衛(wèi)浴器具和公共設(shè)施，和需要抗菌的各類(lèi)生產(chǎn)機(jī)械如制藥、食品加工器械等。


圖1為菌液與奧氏體抗菌不銹鋼作用后的培養(yǎng)結(jié)果照片圖中左本發(fā)明之抗菌不銹鋼，未見(jiàn)細(xì)菌繁殖；右對(duì)照鋼，細(xì)菌大量繁殖。
具體實(shí)施例方式樣品制備按照本發(fā)明的奧氏體抗菌不銹鋼的成分，用25kg真空感應(yīng)爐進(jìn)行冶煉，而后經(jīng)鍛造，熱軋和退火，反復(fù)冷軋-退火-酸洗，制成0.8mm的板材，板材在真空爐中于1050℃保持7分鐘后，在700℃的進(jìn)行6小時(shí)的時(shí)效。從上述板材上切取40×40mm的樣品，然后進(jìn)行抗菌性能檢驗(yàn)。鑄造樣品系在25kg真空感應(yīng)爐熔煉后在垂直于鑄錠軸方向上切取8mm厚的試片，采用上述的熱處理工藝，而后加工成40×40×5mm的抗菌檢測(cè)樣品。
抗菌性能檢驗(yàn)抗菌檢驗(yàn)采用日本抗菌協(xié)會(huì)抗菌檢測(cè)方法《日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)抗菌加工制品的抗菌性試驗(yàn)方法和抗菌效果》(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISZ2801-2000)，采用覆膜法，細(xì)菌濃度105cfu/ml，細(xì)菌培養(yǎng)溫度和濕度分別是35℃、90％，對(duì)抗菌鋼和對(duì)照鋼作用下的細(xì)菌分別作24h培養(yǎng)，而后用平皿法對(duì)經(jīng)上述培養(yǎng)的細(xì)菌在相同的溫度和濕度下用瓊脂培養(yǎng)分別作24h培養(yǎng)，從塑料平皿計(jì)算細(xì)菌數(shù)。實(shí)驗(yàn)用菌種是中國(guó)生物制品藥品檢定所提供的標(biāo)準(zhǔn)菌株，分別為大腸桿菌ATCC8099、金黃色葡萄球菌ATCC6538、白念珠菌ATCC10231。每個(gè)菌種和樣品均重復(fù)3次，取平均數(shù)。
抗菌效果的評(píng)價(jià)殺菌率的計(jì)算公式為 上述對(duì)照不銹鋼生菌數(shù)是對(duì)照不銹鋼表面作用后的菌液進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)后在平皿中測(cè)得的活菌數(shù)，而抗菌不銹鋼生菌數(shù)是指抗菌不銹鋼作用后的菌液進(jìn)行細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)后測(cè)得的活菌數(shù)。抗菌效果分為四類(lèi)++表示殺菌率≥99％，+表示殺菌率≥90％，0表示殺菌率介于60-90％，×表示＜60即沒(méi)有明顯殺菌作用。
含有兩種抗菌元素的抗菌不銹鋼和對(duì)照鋼的成分與抗菌性能評(píng)價(jià)結(jié)果示于表1。其中，編號(hào)1-9為抗菌鋼，9和10為對(duì)照鋼。
表1抗菌不銹鋼及對(duì)照鋼的化學(xué)成分和抗菌效果

權(quán)利要求
1.一種具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于同時(shí)含有0.0005～0.20重量％的Ag和2.5～4.5重量％的Cu，其中Ag以微細(xì)的銀粒子或氧化物、硫化物形式存在，Cu部分或大部分以富Cu沉淀相的形式存在。
2.按照權(quán)利要求1所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于其中的C≤0.1重量％，Si≤2重量％，Mn≤3重量％，Cr 10～30重量％，Ni 5～12重量％。
3.按照權(quán)利要求2所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于進(jìn)一步含有0.1～1重量％的Ti和/或Nb。
4.按照權(quán)利要求3所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于進(jìn)一步含有至少一種下述合金元素不超過(guò)2重量％的Mo，不超過(guò)1重量％的Zr，不超過(guò)0.1重量％的B。
5.按照權(quán)利要求4所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于還含有0.001～1.0重量％的V。
6.按照權(quán)利要求5所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于其P和S的含量均控制在0.015重量％以下。
7.按照權(quán)利要求1～6之一所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于所述的奧氏體不銹鋼是板材、管材、帶材或鑄件。
8.一種權(quán)利要求1～7之一所述具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼的制備方法，其特征在于，在950～1100℃進(jìn)行充分的固溶處理，然后在500～900℃進(jìn)行充分的時(shí)效處理，使基體中形成Cu的沉淀相，其尺度介于納米和亞微米間。
全文摘要
一種具有優(yōu)良抗菌特性的奧氏體不銹鋼，其特征在于同時(shí)含有0.0005～0.20重量％的Ag和2.5～4.5重量％的Cu，其中Ag以微細(xì)的銀粒子或氧化物、硫化物形式存在，Cu部分或大部分以富Cu沉淀相的形式存在。本發(fā)明解決單一添加抗菌元素在技術(shù)、成本和性能方面存在的缺憾，從而進(jìn)一步提高材料的抗菌性能和優(yōu)化材料的綜合性能。
文檔編號(hào)C22C38/42GK101054651SQ200610046310
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者吳平森 申請(qǐng)人:遼寧國(guó)瑞商貿(mào)有限公司