专利名称：一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种马氏体不锈钢。
背景技术：
不锈钢自上世纪问世，到现在已有90多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就，不锈钢的生产为工业和科技进步奠定了重要的物质技术基础。它在发展过程中逐步形成了铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体 铁素体型双相不锈钢四大类。众所周知，银、铜对细菌的生长有抑制作用，早在公元1000年前就被用作饮水容器和医疗用具。不锈钢本身具有的其它材料无法比拟的优越性使得人们在20世纪90年代兴起了对含铜、银的抗菌不锈钢的研究。日本在该领域研究起步较早。JP849085A公开了通过磁控溅射技术在不锈钢基体材料的表面形成含有银和/或铜的Cr、Ti、Ni或狗的金属层或合金层的抗菌不锈钢板。CN1111612C公开了含银不锈钢的制造方法，通过添加0.0001 的银并于 700 1180°C温度下退火，使不锈钢中析出平均粒径500 μ m以下的银粒子、银氧化物和银硫化物。CN 1072732C中公开了由铁素体不锈钢制成的抗菌部件及其制备方法，通过添加 0. 4 3重量％的铜及以2. 0体积％的比例析出的富铜相来改善不锈钢的抗菌性。在该专利中还提及了含铜0. 4 3重量％的马氏体不锈钢的制备方法，通过在热轧后500 900°C 退火析出富铜相来改善马氏体不锈钢的抗菌性能。一般马氏体不锈钢制品在使用前必须经过淬火和回火获得较高的硬度以满足使用要求，但此专利中仅经退火处理的马氏体不锈钢板中富铜相在后续的淬火中将会发生重新固溶，并由此会造成抗菌率下降甚至消失。并且， 该专利中并未表明其抗菌性能的快速性、持久性和广谱抗菌性。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，同时该不锈钢具有良好的机械性能和较好的耐腐蚀性能。为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成: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%，余量为!^e及不可避免的杂质。优选，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为！^e及不可避免的杂质。
最优选，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。对本发明的马氏体不锈钢的化学成分设计依据如下C 其含量控制在0. 1 %以上是增加合金强度，但不易过多，含量超过0. 3 %时会降低耐蚀性，因此C含量控制在0. 1 0. 3%之间。Si 是作为脱氧剂加入的，但加入量过多会促进金属间化合物的形成，从而影响钢的使用性能，因此Si的加入量应控制在0. 6 0. 8%。Mn:对形成马氏体起到一定的作用，但加入量过多会降低钢的耐蚀性，其含量应控制在1.65 1.75%以下。P、S 出于对钢的热塑性和耐蚀性的考虑，这两个元素含量要尽量低些，应控制 P 彡 0. 04%, S ^ 0. 03%。Cr 改善钢的耐蚀性的重要元素，当其含量低于10%时，钢的耐蚀性较差，不能达到使用要求，但其含量超过15%时会增大铁素体及金属间化合物析出倾向，因此Cr含量应控制在13 15%之间。Ag和Cu 银和铜都具有抗菌性，Cu还可提高钢的耐蚀性、耐磨性及冷加工成形性。 当铜含量较低时，即使经过抗菌处理，不锈钢基体中也不能形成弥散的析出相ε Cu，从而不能表现出抗菌性能。而当铜含量过高后，过量的铜将降低材料的机械加工性能和耐腐蚀性能。银的抗菌机理为1)银离子与细胞膜和膜蛋白结合，破坏细菌立体结构，致使细菌死亡；幻银能将氧催化成活性氧，活性氧具有杀菌能力。研究表明，银抗菌能力是铜的100 倍，且无需时效处理，加入银的合金成本被合金加入量的减少和工艺成本的降低部分抵消。 所以本发明者还选择银作为抗菌元素。同时，钢中原有加入的铜在时效形成ε-Cu相后可以促进银离子在钢表面钝化膜的穿越能力，形成复合抗菌机制，最大限度达到抗菌效果。本发明人在大量实验试验的基础上，确定了本发明的核心元素Cu和Ag的上述含量范围，使得本发明的不锈钢的抗菌性能和力学性能最优化。除了上述主要的元素外，本发明还通过大量试验确定了次要合金化元素Ni、Ti、V、 ^ 和M0的最优含量范围。这些元素或者细化晶粒，或者提高力学性能，或者提高耐蚀性，总之，达到协同效果，使本发明的不锈钢的综合性能优异。本发明的有益效果为本发明对不锈钢的化学成分进行了优化设计，采用正交试验，筛选出最佳的Cu和 Ag的含量范围，同时考虑耐蚀性以及机械性能等综合性能，筛选出合金化元素Si、Mn、Cr、 M、Ti、&、V和Mo的最佳含量范围，使得各合金化元素所起到的技术效果相互协同，使得该抗菌马氏体不锈钢的性能最佳。本发明的不锈钢保持了原有钢种优良的力学性能和抗腐蚀性能，并具有良好的广谱抗菌性能，能抑制和杀死各种常见的细菌，并且效果持久。
具体实施例方式实施例一一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。实施例二一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。实施例三一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。实施例四一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。实施例五一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为 Fe 及不可避免的杂质。申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程， 但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进， 对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
权利要求
1.一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，其特征在于，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为!^e及不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，其特征在于，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为！^及不可避免的杂质。
3.如权利要求2所述的一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，其特征在于，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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%，余量为!^e及不可避免的杂质。
全文摘要
本发明公开了一种具有广谱抗菌作用的马氏体不锈钢，该不锈钢以百分比计(重量)由下列组份组成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％，余量为Fe及不可避免的杂质。
文档编号C22C38/58GK102534427SQ20121002041
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者朱育盼 申请人:朱育盼