[發明專利]一種30Cr13系馬氏體抗菌不銹鋼及其制備方法

有效

• 申請號: 202011547232.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN114657454B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 敬和民;郝文俊;黃酈;張琦;鐘嘉良;鐘敏;楊柯
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學科技園有限公司;廣東金輝刀剪股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/20;C22C38/24;B21J5/00;C22C33/04;C21D6/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 陳玉平

本發明公開了一種30Cr13系馬氏體抗菌不銹鋼及其制備方法，所述不銹鋼的化學成分按重量百分數(wt.％)計組成如下：C：0.25?0.38；Si：0.8?1.2；Mn：0.6?1.4；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12?15；V：0.05?0.2；Cu：1.5?4.5；Nd：0.05?0.25；余量為Fe，其中V與Nd的重量比為1?2.5。本發明創新性地將Nd元素添加到馬氏體不銹鋼中，提出了V/Nd比的概念，通過調控鋼中V與Nd元素的含量以及相應的熱處理，使稀土Nd元素在碳化物周圍富集，設計出了一種具有優良抗菌及腐蝕性能的馬氏體不銹鋼。

技術領域

本發明屬于不銹鋼領域，尤其涉及一種30Cr13系馬氏體抗菌不銹鋼及其制備方法。

背景技術

抗菌不銹鋼是指在現有不銹鋼的基體中添加具有抗菌作用的金屬元素，如銅(Cu)、銀(Ag)及稀土(RE)等，通過特殊的熱處理操作使材料獲得兼具優良抗菌性能及良好力學、耐蝕性能的新型鋼鐵材料。由于其優異的性能，抗菌不銹鋼的研發及應用也受到越來越多研究者的關注。

抗菌不銹鋼自20世紀90年代興起以來，經過多年發展，開發了諸如馬氏體型、鐵素體型、奧氏體型及雙相不銹鋼型等多種抗菌不銹鋼，馬氏體不銹鋼優異的抗菌性能廣泛應用于醫療器械、制藥設備、食品加工、美容美發、各類刀具等行業。馬氏體抗菌不銹鋼的抗菌原理為：均勻彌散分布的納米級析出的顆粒狀抗菌相從金屬表面層析出后，與細菌接觸，通過與細胞的作用損傷細胞膜，使細菌的蛋白質凝固或損傷其DNA、破壞細菌細胞的正常組織和繁衍的平衡，達到阻止細菌生長繁殖或消滅細菌的目的。

抗菌不銹鋼首先由日本于上世紀末提出并發明。在我國，抗菌不銹鋼雖然起步較晚，但迄今也已基本掌握其原理和制造技術、方法。當前，奧氏體抗菌不銹鋼以及鐵素體抗菌不銹鋼生產技術已相對成熟。奧氏體抗菌不銹鋼以及鐵素體抗菌不銹鋼均通過在不銹鋼的生產過程中添加銅或銀等抗菌合金元素，并對其進行抗菌處理，由此達到了抗菌的功效，且正逐漸為人們所接受。如：JPA平8-104952以及JPA平9-170053、CN99800249.6均提出將銅或銀直接加入到不銹鋼中，經過抗菌處理，最終達到持久、良好的抗菌效果；中國專利CN1498981公開的含銅鐵素體抗菌不銹鋼通過添加0.4～2.2重量％的銅并使其基體中均勻彌散分布著納米級析出的抗菌相ε-Cu，從而賦予了鐵素體不銹鋼良好的抗菌性能。

發明內容

本發明提供了一種30Cr13系馬氏體抗菌不銹鋼，在馬氏體不銹鋼基體中添加Nd元素，通過精確調控鋼中V與Nd元素的含量以及相應的熱處理，能夠使Nd元素包裹在碳化釩(VC)周圍，從而使材料具備優異的抗菌性能。

本發明的技術方案是：

一種馬氏體抗菌不銹鋼，所述不銹鋼的化學成分按重量百分數(wt.％)計組成如下：C：0.25-0.38；Si：0.8-1.2；Mn：0.6-1.4；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12-15；V：0.05-0.2；Cu：1.5-4.5；Nd：0.05-0.25；余量為Fe，其中V與Nd的重量比為1-2.5。

根據本發明的技術方案，V與Nd的重量比可以為1、1.2、1.3、1.44、1,5、1.556、1.58、1.6、1.7、1.8、1.888、2、2.2、2.4、2.5。當V與Nd的重量比為1-2.5時，在熱處理后，可以使Nd元素包裹在碳化釩的周圍，從而使材料具備優異的抗菌性能。

根據本發明的技術方案，V與Nd的重量比為V/Nd：1.1-1.8。

根據本發明的技術方案，所述不銹鋼的化學成分按重量百分數(wt.％)計組成如下：C：0.27-0.35；Si：0.87-1.13；Mn：0.8-1.2；S：≤0.002；P：≤0.002；Cr：12.2-14.1；V：0.12-0.19；Cu：2.2-3.5；Nd：0.06-0.16；余量為Fe。