[發明專利]一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法

有效

• 申請號: 202011122835.6
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112251745B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 王軍;段春光;陳召龍
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C23C24/04
• 分類號: C23C24/04;C22C33/04;C21D8/02;C21D9/00;C01B21/076;B82Y30/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 弓長

1.一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1，利用氨氣還原法制備納米氮化鈦顆粒；具體為：將粒徑為40nm的銳鈦礦相二氧化鈦納米顆粒放入真空管式爐中進行熱處理，得到納米氮化鈦顆粒；納米氮化鈦顆粒的粒徑為50～100nm；

步驟2，在不銹鋼基體中加入具有抗菌功能的金屬元素，進行固溶處理，得到抗菌不銹鋼基體；具體為：

步驟2.1，在不銹鋼基體表面添加金屬粉末，之后置于真空冶煉爐中冶煉，澆鑄成鑄錠，之后再將鑄錠表面剝皮，鍛造成25*160*180mm的鍛坯；

金屬粉末為銅粉末、銀粉末、或者鈰粉末；

金屬粉末與不銹鋼基體的質量比為1.0～3.0：100；

鍛造工藝條件：保溫時間為2h，終鍛溫度大于950℃；

步驟2.2，將鍛坯熱軋成4mm的厚熱軋板；

熱軋工藝條件：保溫溫度為1250℃，時間2h，終軋溫度在950℃以上；

步驟2.3，將厚熱軋板放入箱式爐內，進行抗菌熱處理，隨爐升溫至750℃，保溫7h，空冷；

步驟2.4，將厚熱軋板于箱式爐中進行固溶處理，得到抗菌不銹鋼刀具材料基體；

固溶溫度為1050℃，固溶處理時間為1-5min；

步驟3，利用冷噴涂技術，將納米氮化鈦顆粒復合到抗菌不銹鋼刀具材料基體上，得到具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具；具體為：

步驟3.1，將銀粉和納米氮化鈦顆?；旌虾?，在高能球磨機中進行高能球磨，得到Ag/TiN復合粉末；將Ag/TiN復合粉末進行研磨，之后在400℃的條件下退火2h，釋放銑削應力；

步驟3.2，將抗菌不銹鋼刀具材料基體用砂紙打磨，并用乙醇清洗；采用冷噴涂系統在抗菌不銹鋼刀具材料基體上制備Ag/TiN復合涂層；Ag/TiN復合涂層的厚度為1～2mm，之后逐步拋光，最后采用水清洗，并用丙酮超聲波清洗；

步驟3.3，將步驟3.2中得到的具有Ag/TiN復合涂層的抗菌不銹鋼基體樣品在850℃的真空爐中保溫2h，隨爐冷卻，即可得到具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具。

2.根據權利要求1所述的一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，其特征在于，熱處理時，以氮氣作為保護氣體，以5℃/min的速率升溫至800℃，保溫5h，保溫過程中通入氨氣，氨氣的流量為100ml/min。

3.根據權利要求1所述的一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3.1中，高能球磨時，球料比為20：1；銑刀旋轉速度為450rmp；磨礦介質為無水乙醇；研磨時間為1h。

4.根據權利要求1所述的一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，其特征在于，所述步驟3.2中，噴涂距離為30mm；送粉速率為2rmp；載氣流量為4m³/h；腔內壓強為1.6MPa；腔內溫度為400℃；保護氣為氮氣。