[發(fā)明專利]一種熔模精密鑄造鐵素體抗菌不銹鋼的制備方法

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• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112981219A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙愛民;張月;劉偉;裴偉;郭軍;田耕;楊韶光;曹闊;王旭明;肖俊;蔣輝;郄镕鑒;徐斌;崔譯夫;鮑祉屹;劉鵬飛;吳天宇;劉飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C22C33/06
• 分類號: C22C33/06;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/48;C22C38/58;B22C9/04;C21D1/00;C21D1/26;C21D6/00;C21D9/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種熔模精密鑄造鐵素體抗菌不銹鋼的制備方法，其特征在于：按重量百分比計，其化學(xué)成分為：C≤0.03％；Si≤0.75％；Mn≤2.0％；P≤0.05％；S≤0.05％；Cr 24.0～26.0％；Ni2.0～4.0％；Cu 1.8～2.5％；Nb 0.18～0.24％；其余為Fe和雜質(zhì)；制備工藝為：冶煉→熔模精密鑄造→固溶處理→抗菌退火。

2.如權(quán)利要求1所述熔模精密鑄造鐵素體抗菌不銹鋼的制備方法，其特征在于具體制備步驟如下

(1)冶煉：采用加入真空感應(yīng)爐或電弧爐內(nèi)熔煉；

(2)熔模精密鑄造：將冶煉好的鋼水澆鑄精鑄型殼中，得到尺寸精確、表面粗糙度低的精鑄件；

(3)固溶處理：將精鑄件加熱到1050℃，保溫一段時間，使合金元素擴散均勻，在快速冷卻，形成單一的鐵素體組織；

(4)抗菌退火：將固溶處理的精鑄件加熱到800±20℃保溫3-4h后空冷，在鐵素體基體上均勻析出50～500納米的富銅相，確保獲得良好的抗菌性能。

3.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于化學(xué)成分中含Cu1.8～2.5wt％；通過1050℃固溶處理和800±20℃保溫3-4h抗菌退火處理，在鐵素體基體上均勻析出50～500納米的富銅相，具有良好的抗菌性能，對大腸桿菌的抗菌率高達99％，而且由于這種富銅相是均勻分布，抗菌作用將長期有效，不會隨著材料表面的腐蝕和磨損而消失。

4.如權(quán)利要求1所述的所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于化學(xué)成分中含Cr 24.0～26.0wt％，屬于Cr型鐵素體不銹鋼，可以生成致密的鈍化膜，并且鐵素體中固溶Cr、Ni和Cu等元素，顯著提高其電極電位。

5.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于化學(xué)成分中含Nb0.18～0.24wt％，與鋼中的碳反應(yīng)生成碳化鈮，抑制晶界上碳化鉻析出而形成貧鉻區(qū)，避免晶間腐蝕。

6.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于化學(xué)成分中含Ni2.0～4.0wt％，不僅可以提高不銹鋼的電極電位，進而提高其耐蝕性，而且可以提高合金高溫熱塑性，減少凝固過程銅偏析，防止熱裂紋產(chǎn)生，降低鑄件廢品率。

7.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于冶煉鑄造步驟是采用感應(yīng)電爐或電弧爐冶煉，將廢鋼、鉻鐵、電解銅和鎳原料加入真空感應(yīng)爐或電弧爐內(nèi)熔煉，將鋼液加熱至1600～1630℃，待熔清后，化驗其成分，成分合格，插鋁脫氧，準備出爐澆注；采用熔模精密鑄造工藝鑄造成型，將精鑄型殼焙燒合適溫度，澆入鋼液，澆注溫度為1550～1580℃，冷卻成型后，除去澆口，清理打磨，獲得尺寸精確、表面光潔的精鑄件。

8.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于所述固溶處理步驟是將精鑄成型的鑄件，加熱至1050℃進行固溶處理，根據(jù)鑄件的壁厚確定在該固溶溫度下保溫時間：鑄件壁厚(mm)/25+3(小時)，使合金元素充分擴散均勻，消除晶間碳化物或鐵素體，再水冷至室溫，獲成分均勻的單相鐵素體組織。

9.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征在于所述抗菌退火是將固溶處理的精鑄件，加熱至800±20℃保溫3-4h，進行抗菌退火熱處理，隨后爐冷至室溫。

10.如權(quán)利要求1所述方法制備的鑄造鐵素體抗菌不銹鋼，其特征為800±20℃保溫3-4h抗菌退火熱處理過程中，鋼中的鈮與碳反應(yīng)，生成碳化鈮，可以抑制碳化鉻析出，防止貧鉻區(qū)產(chǎn)生而引起的晶間腐蝕。