[發明專利]一種馬氏體抗菌不銹鋼及其熱處理方法

有效

• 申請號: 200610134868.6
• 申請日: 2006-12-19
• 公開（公告）號: CN101205592A
• 公開（公告）日: 2008-06-25
• 發明（設計）人: 劉永前;南黎;陳德敏;楊柯
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C38/42
• 分類號: C22C38/42;C22C38/48;C22C38/50;C22C38/44;C21D8/00;C21D11/00
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司
• 代理人: 張晨

技術領域

本發明涉及馬氏體不銹鋼，特別提供了一種具有良好的抗菌性能和機械性能，能廣泛應用于衛生、食品、廚房刀刃具以及醫療器械等領域的馬氏體抗菌不銹鋼及其熱處理方法。

背景技術

在地球上，病菌幾乎無處不在，嚴重威脅著人類的身體健康。1996年在日本發生了全國范圍的病原性大腸桿菌O157感染事件，曾一度引起世界范圍內的恐慌。2003年我國SARS病毒的爆發更是嚴重影響我國經濟建設及人民的日常生活。因此，開發可生產同人類生活密切相關的抗菌材料成為當今的熱門課題，日益受到人們的關注。

眾所周知，銀、銅對細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療用具。

不銹鋼自上世紀問世，到現在已有90多年的歷史。不銹鋼的發明是世界冶金史上的一項重大成就，不銹鋼的生產為工業和科技進步奠定了重要的物質技術基礎。它在發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。不銹鋼本身具有的其它材料無法比擬的優越性使得人們在20世紀90年代興起了對含銅、銀的抗菌不銹鋼的研究。日本在該領域研究起步較早。JP～A～8～49085公開了通過磁控濺射技術在不銹鋼基體材料的表面形成含有銀和/或銅的Cr、Ti、Ni或Fe的金屬層或合金層的抗菌不銹鋼板。

CN?1111612C公開了含銀不銹鋼的制造方法，通過添加0.0001～1％的銀并于700～1180℃溫度下退火，使不銹鋼中析出平均粒徑500μm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℃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，但此專利中僅經退火處理的馬氏體不銹鋼板中富銅相在后續的淬火中將會發生重新固溶，并由此會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。

因此，人們期望得到一種具有廣譜抗菌性、快速殺菌性和抗菌持久性，同時還使材料本身保持良好的機械性能的新型不銹鋼材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用納米級析出相殺菌，具有快速持久抗菌性能、抗菌范圍廣泛并具有良好的機械性能和較好的耐腐蝕性能的馬氏體抗菌不銹鋼。

本發明一種馬氏體抗菌不銹鋼，其特征在于：

該不銹鋼的化學成分如下：C：0.05～1.0重量％(C的優選含量范圍是：0.1～0.5重量％)，Si≤3重量％(Si的優選含量范圍是：≤1.5重量％)，Mn≤1.5重量％，Cr：10～30重量％(Cr的優選含量范圍是：12～30重量％)，Ni≤1重量％，Cu：0.5～5重量％(Cu的優選含量范圍是：1.2～4.5重量％)，Nb：≤1重量％，Ti：≤1重量％，余量為Fe及不可避免的雜質；同時，所述馬氏體抗菌不銹鋼的基體中均勻彌散分布著納米級析出相ε～Cu，從而賦予了馬氏體不銹鋼優異的抗菌性能。

同時，所述馬氏體抗菌不銹鋼中優選還可以含有V、Zr、Sn這幾種成分中的至少一種，每一種的含量≤1重量％。

所述馬氏體抗菌不銹鋼中優選還可以含有Mo，其含量為：≤3重量％。

在實際應用中，Nb和Ti可以選用其中之一或其組合。

在本發明中，Cu是最重要的一種成分。為了改進不銹鋼的加工性能，有些傳統馬氏體不銹鋼中也含有少量的銅，但當銅含量較低(一般≤0.5重量％)時，即使經過抗菌處理，不銹鋼基體中亦形成不了均勻彌散分布的納米級析出相ε～Cu，從而不能表現出抗菌性能。而當銅含量超過5％后，除生產成本大幅提高外，過量的銅將降低材料的機械加工性能和耐腐蝕性能。