专利名称：一种含铜抗菌双相不锈钢及其制备方法
技术领域：
本发明属于金属材料技术领域 ，具体涉及一种含铜抗菌双相不锈钢及其制备方法。
背景技术：
有害细菌极大地威胁着人们的生命安全，特别是抗药细菌，一些传统的杀菌剂已经很难对它们起作用。而抗菌不锈钢，在具有良好的机械性能和耐蚀性基础上，又兼具低毒性、无污染、广谱抗菌、抗菌持久以及不产生耐药性等其它抗菌材料所无法比拟的优越性能，可在公共场所、食品工业、餐饮服务、野外军事日用品、水处理工厂以及家庭生活等方面获得广泛的应用。因此，它的研究和应用具有极高的社会价值和应用前景。日本从上世纪90年代就进行了抗菌不锈钢材料的研究工作，研发的产品主要为含铜或含银铁素体、马氏体和奥氏体等抗菌不锈钢。而我国在这方面的研究才刚刚起步，虽已有企业、科研院所在全力开发抗菌不锈钢，但都主要集中在单相含铜抗菌不锈钢上。双相不锈钢同时具备铁素体和奥氏体不锈钢的优点。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高、脆性转变温度低、耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，且保留了铁素体不锈钢的热导率高、线膨胀系数小、具有超塑性等特点；而与奥氏体不锈钢相比，则其强度较高，特别是屈服强度显著提高，且耐晶间腐蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能都有明显的改善。若能赋予这种材料抗菌功效，则可用于如下设备或工作条件(I)家电设备、冷冻设备以及机械设备；(2)厨房器具；(3)食品加工业以及餐饮业的餐具、器具；(4)制药、医用植入材料、医疗卫生器具和医院设施；(5)污水或水处理净化处理设施；(6)商店和其他公共场所的设施等领域。然而双相不锈钢由于合金化程度高，如果不能制定好相关热处理工艺，很容易导致恶化材料性能的金属间相析出，因此要选择好合适的抗菌时效处理温度和时间，只析出与抗菌有关的富铜相。与单相不锈钢不同，要使这类材料产生抗菌相，时效热处理工艺也是有区别的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含铜抗菌双相不锈钢及其制备方法，在含铜双相不锈钢的基础上，进行常规的固溶处理后再进行抗菌时效处理，析出富铜相，起到抗菌作用，其抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌率达到99. 9%，制备方法简单，效果显著，具备显著的经济和社会效益。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
一种含铜抗菌双相不锈钢的组成及其质量百分比为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%，剩余部分为铁。
一种如上所述的含铜抗菌双相不锈钢的制备方法包括以下步骤
(1)在常规感应炉中熔炼所有材料入炉前都要进行除油、除锈、除气处理；
所述的材料及其质量分数为316L不锈钢钢锭或者边角料60-65%、含钥量大于60%的钥铁0. 4-0. 8%、含铬量大于99%的金属铬12-15%、含铜量大于99%的电解铜2. 9-3. 4%，其余为工业纯铁；所述材料的质量分数之和为100% ；
(2)先加316L不锈钢钢锭或者边角料进行熔化，然后依次加入工业纯铁、钥铁、金属铬和电解铜；当温度达到1600-1610°C时，加入硅钙锰进行脱氧，加入量为总质量的0. 3% ;然后除杂测温浇注，浇注温度不要超过1620°C ；
(3)浇注铸件空冷后经过1050°C固溶处理2h，水淬，然后在560°C下进行10_12h的抗菌时效处理。 所述的含铜抗菌双相不锈钢抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌效果达到99. 9%。本发明的有益效果在于本发明的含铜抗菌双相不锈钢是在含铜双相不锈钢的基
础上，进行常规的固溶处理后再进行抗菌时效处理，析出富铜相，起到抗菌作用，其抗大肠
杆菌和金黄色葡萄球菌率达到99. 9%，制备方法简单，效果显著，具备显著的经济和社会效.、
Mo
具体实施例方式以下用实施例对本发明做更详细的描述。这些实施例仅仅是对本发明最佳实施方式的描述，并不对本发明的范围有任何限制。实施例采用感应炉熔炼钢水，浇注于熔模型壳中浇注成试棒，冷却后经清砂、切割浇冒口、机加工后获得022mmX 220mm的试棒。本发明含铜抗菌超级不锈钢的化学成分及热处理方式如表I所示。(实施例为含铜双相不锈钢并通过抗菌时效处理，对比例I为含铜双相不锈钢，未经抗菌时效处理，对比例2为316L不锈钢)。表I不同例材料化学成份
丨字号化学€分1 Ut0O- I
!CSiIS P Cr I Ni I Mo Cu
I 实觀 I0.040.980.72 I0.02 0..0: 26.0 | 5.4-1 | 1.972.S9
I 实施作j 20..030.680.73 ；0.01 01)2 25.S | 4.98 | 2.133.01
;实_330.-040.T60.6Sj0.02 0U3 24.8 | 5.8' 2.043J8 I
卜对比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
注剩余为Fe。实施例与对比例处理方式如表2所示。表2固溶处理方式采用典型的覆膜法，参照日本抗菌协会JISZ280检测标准，检测三种试样对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌效果，结果见表3。表3抗菌效果对比表
从以上实施例可以看出，本发明含铜抗菌双相不锈钢具有优良的抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌性能。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种含铜抗菌双相不锈钢，其特征在干该材料的组成及其质量百分比为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%，剩余部分为铁。
2.一种如权利要求I所述的含铜抗菌双相不锈钢的制备方法，其特征在于所述的制备方法包括以下步骤 (1)在常规感应炉中熔炼所有材料入炉前都要进行除油、除锈、除气处理； 所述的材料及其质量分数为316L不锈钢钢锭或者边角料60-65%、含钥量大于60%的钥铁O. 4-0. 8%、含铬量大于99%的金属铬12-15%、含铜量大于99%的电解铜2. 9-3. 4%，其余为エ业纯铁；所述材料的质量分数之和为100% ； (2)先加316L不锈钢钢锭或者边角料进行熔化，然后依次加入エ业纯铁、钥铁、金属铬和电解铜；当温度达到1600-1610°C时，加入硅钙锰进行脱氧，加入量为总质量的O. 3% ;然后除杂测温浇注，浇注温度不要超过1620°C ； (3)浇注铸件冷却后经过1050°C固溶处理2h，然后在560°C下进行10_12h的抗菌时效处理。
3.—种如权利要求I所述的含铜抗菌双相不锈钢的应用，其特征在于所述的含铜抗菌双相不锈钢抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌效果达到99. 9%。
全文摘要
本发明公开了一种含铜抗菌双相不锈钢及其制备方法，属于金属材料技术领域。本发明的含铜抗菌双相不锈钢是在含铜双相不锈钢的基础上，进行常规的固溶处理后再进行抗菌时效处理，析出富铜相，起到抗菌作用。该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%，剩余部分为铁。材料经经固溶处理再加抗菌时效处理后，其抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌率达到99.9%，制备方法简单，效果显著，具备显著的经济和社会效益。
文档编号C22C38/44GK102676943SQ201210197059
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月15日 优先权日2012年6月15日
发明者刘 东, 向红亮 申请人:福州大学