[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
地址：	710048 陜***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種具有納米氮化涂層抗菌不銹鋼刀具制備方法
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【說明書】：

本發明公開了一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，具體為：首先，利用氨氣還原法制備納米氮化鈦顆粒；之后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；最后，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。本發明將氮化鈦涂層和抗菌不銹鋼結合制成的氮化鈦涂層增強抗菌不銹鋼刀具材料，同時具有高硬度、高強度、高耐磨、抗細菌和不生銹的良好特性。

技術領域

本發明屬于不銹鋼刀具制備技術領域，具體涉及一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法。

背景技術

氮化鈦涂層是應用范圍最廣的硬質涂層之一，同時也是最早的被開發的二元過度金屬氮化物涂層。由于氮化鈦具有熔點高、硬度大、高溫條件下化學性質不活潑等特點，氮化鈦涂層可作為一種耐磨及硬質薄膜而廣泛用于各種切削工具和機械零部件。抗菌不銹鋼成本低、抗菌性能優異可以應用到許多領域中。例如鐵素體抗菌不銹鋼可用于餐廚具、家電等方面，奧氏體抗菌不銹鋼可應用于餐廚具、家電、食品工業、醫療器械等方面，馬氏體抗菌不銹鋼可用于制造餐廚刀具等。

傳統不銹鋼刀具在切削工具和機械零部件的時候，由刀具前刀面高速移動切削而產生的熱量和摩擦，會使得刀具處于一種高溫加工環境中，而且切削力的大小往往會隨著使用上下波動，對刀具不同位置的磨損程度不同。因此需要定期更換刀具，更換刀具需要成本同時會影響工業生產進度。在一般要求的車削加工中，硬質合金是各機械制造廠首選的刀具材料，但在某些精加工場合，傳統硬合金刀具材料的耐磨性和刃口的鋒利程度很難同時滿足工件的小尺寸公差、高表面質量和高生產效率的要求。隨著社會的不斷進步，人們的生活水平逐漸提高，防菌、抗菌的健康意識逐漸增強，對抗菌產品的需求不斷增大。因此研究開發新型納米氮化鈦涂層增強抗菌不銹鋼刀具材料是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，解決了現有不銹鋼刀具硬度低、抗菌效果差的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種具有納米氮化鈦涂層的抗菌不銹鋼刀具的制備方法，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；

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；

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。

本發明的特點還在于，

步驟1中，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。

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，熱處理完成后自然降溫。

步驟2中，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，修掉2～3mm，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；