一种奥氏体复合抗菌不锈钢及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种奥氏体复合抗菌不锈钢及制造方法，通过在不锈钢中加入铜、银、稀土等元素，使其基体中均匀弥散分布着纳米级析出的复合抗菌相，以达抗菌的目的。该不锈钢的化学成分的重量百分比(％)为：C：≤0.08％，Cr：13.8～23％，Mn：1.8～12％，Ni：3～10％，Cu：1～3.0％，Ag：≤0.23％，Si：＜1.0％，RE：0.6～3.8％，Mo：≤1.00％，N：≤1.00％，S：＜0.035％，P：＜0.045％，其余为Fe。本发明专利技术介绍了该不锈钢的熔炼、铸造、铸锭或铸坯开坯、轧钢、固溶处理等技术和方法。该材料可广泛应用于医疗器械、食品加工、日用五金等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料学与医学微生物学的交叉领域，具体涉及奥氏体不锈钢以及通过在奥氏体不锈钢中加入铜、银、稀土等特定的抗菌合金元素，使奥氏体不锈钢基体中均匀弥散分布着纳米级析出的复合抗菌相，从而使得奥氏体不锈钢具有良好的复合抗菌性能和机械性能，具体还涉及到奥氏体复合抗菌不锈钢的制造技术和方法。
技术介绍
近年来，世界性的细菌感染事件屡有发生，如1996年由“0 *157”大肠杆菌引起的肠道传染病蔓延日本的44个都府县，感染者超过9000人；上世纪八十、九十年代中期暴发、流行于欧洲的疯牛病事件；本世纪初由广东顺德首发，并迅速扩散至东南亚乃至全球，直至2003年中期疫情才被逐渐消灭的SARS事件；自1997年在香港发现人类也会感染禽流感之后，于2003年底开始，禽流感在东亚多国严重爆发，并造成越南多名患者丧生。2010年，英 国媒体爆出南亚发现新型超级病菌NDM-1，该超级细菌抗药性极强并有可能向全球蔓延。当前，源于欧洲的大肠杆菌病毒更是让人惶惶不可终日……人类在经历了众多次的病菌、病毒侵扰之后，防菌、抗菌意识日益增强。当前，防菌、抗菌已成为人们的一种生活方式。不锈钢在经历了近百年发展后，各类不锈钢产品已越来越受到人们的欢迎。因此，不锈钢材料本身具有抗菌功能的抗菌不锈钢应运而生，奥氏体复合抗菌不锈钢可广泛应用于医疗器械、制药设备、化妆品制造设备、食品加工、装饰材料、医院等公共场所、航空航天等行业。众所周知，铜、银以及稀土等元素有很强的杀菌作用。最近几十年，人们还发现铜有非常好的医学用途，如20世纪70年代，中国医学专利技术家刘同庆、刘同乐研究发现，铜元素具有极强的抗癌功能，并成功研制出相应的抗癌药物“克癌7851”，并在临床上获得成功。后来，墨西哥科学家也发现铜有抗癌功能。相信不久的将来，铜元素将为提高人类健康水平做出更大贡献。银离子和含银化合物可以杀死或者抑制细菌、病毒、藻类和真菌，因为它有对抗疾病的效果，所以又被称为亲生物金属。银有很强的杀菌能力。银在水中能分解出极微量的银离子，这种银离子能吸附水中的微生物，使微生物赖以呼吸的酶失去作用，从而杀死微生物。银离子的杀菌能力十分惊人，十亿分之几毫克的银就能净化I千克水。稀土元素具有很好的药理作用已经成为学术界众所周知的共识。如稀土具有很好的抗菌作用、具有对烧伤后的免疫调节作用、抗凝血及抗动脉硬化作用、抗炎作用、癌瘤的诊断和抗癌作用、镇痛作用等等。在奥氏体不锈钢中通过加入适量的铜、银、稀土等复合抗菌合金元素，并经过特殊的抗菌处理，可使奥氏体复合抗菌不锈钢基体中均匀弥散分布着颗粒状纳米级析出的复合抗菌相，从而使得奥氏体不锈钢具有良好的复合抗菌性能。实验结果表明，铜、银、稀土等元素的加入可以使不锈钢晶粒细化。奥氏体复合抗菌不锈钢的抗菌原理为均匀弥散分布的纳米级析出的颗粒状复合抗菌相从金属表面层析出后，与细菌接触，通过与细胞的作用损伤细胞膜，使细菌的蛋白质凝固或损伤其DNA、破坏细菌细胞的正常组织和繁衍的平衡，达到阻止细菌生长繁殖或消灭细菌的目的。抗菌不锈钢首先由日本于上世纪末提出并专利技术。在我国，抗菌不锈钢虽然起步较晚，但迄今也已基本掌握其原理和制造技术、方法。当前，奥氏体抗菌不锈钢、铁素体抗菌不锈钢以及马氏体抗菌不锈钢生产技术已趋于成熟。奥氏体抗菌不锈钢、铁素体抗菌不锈钢以及马氏体抗菌不锈钢均通过在不锈钢的生产过程中添加铜或银等抗菌合金元素，并对其进行抗菌处理，由此达到了抗菌的功效，且正逐渐为人们所接受。如JPA平8-104952以及JPA平9-170053、JP99800249. 6均提出将铜或银直接加入到不锈钢中，经过抗菌处理，最终达到持久、良好的抗菌效果；中国专利公开公报CN1498981公开的含铜铁素体抗菌不锈钢中就通过添加0. 4 2. 2重量％的铜并使其基体中均匀弥散分布着纳米级析出的抗菌相e -Cu，从而赋予了铁素体不锈钢良好的抗菌性能。 本专利技术的一个目的在于提供一种奥氏体复合抗菌不锈钢。本专利技术的另一个目的在于提供这种奥氏体复合抗菌不锈钢材料的冶炼、铸造、铸锭或铸坯开坯、轧钢、固溶处理的技术和方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种奥氏体复合抗菌不锈钢。该奥氏体复合抗菌不锈钢基体中均匀弥散分布着纳米级析出的复合抗菌相，从而使得奥氏体不锈钢具有很强的复合抗菌性能以及具有良好的机械性能。本专利技术一种奥氏体复合抗菌不锈钢，其特征在于该不锈钢的化学组织成分为(以重量百分比计)C 0. 08重量％，Cr :13. 8 23 重量％，Mn :1. 8 12 重量％，Ni 3 10 重量％，Cu :1. 00 3. 00 重量％，Ag :彡 0. 23重量％，Si <1. 0 重量％，RE 0. 6 3. 8 重量％，Mo .(1. 00 重量％，N1. 00 重量％，S< 0. 035重量％，P < 0. 045重量％，其余为Fe和不可避免的杂物。其中RE为稀土元素，是以Ce(铈)为主要原料，并配以La、Pr等镧系元素中的一种或一种以上的混合物。为了提高奥氏体复合抗菌不锈钢的综合性能，在一个优选实施的方案中，所述一种奥氏体复合抗菌不锈钢中C的含量为< 0. 06重量％，Cr的含量为16. 00 19. 00重量％。为了使奥氏体复合抗菌不锈钢的达到节镍的目的，在一个优选实施的方案中，所述一种奥氏体复合抗菌不锈钢中Mn的含量为4. 00 9. 60重量％，Ni的含量为3. 00 6. 30重量％。为了更好地达到复合抗菌效果，在一个优选实施的方案中，所述一种奥氏体复合抗菌不锈钢中RE的含量为0. 86 3. 10重量％。RE (Rare Earth)为以Ce(铈)为主要原料，并配以La、Pr等镧系元素中的一种或一种以上的混合物。为了使奥氏体复合抗菌不锈钢达到节镍的目的以及作为固溶强化元素以提高奥氏体不锈钢的强度，在一个优选实施的方案中，所述一种奥氏体复合抗菌不锈钢中N的含量为< 0. 50重量％。下面对本专利技术的一种奥氏体复合抗菌不锈钢主要的化学组织成分做详细叙述。C :碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且奥氏体区的元素。碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍。碳是一种间隙元素，通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度。因此，随着钢中碳含量的增加，奥氏体不锈钢的强度得到提高，碳还可提高奥氏体不锈钢在高浓度氯化物中耐应力腐蚀的性能。但是，在奥氏体不 锈钢中，碳常常被视为有害物质。这主要是由于在不锈钢耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经450 850°C加热)，碳可与不锈钢中的铬形成高铬的Cr 12(6型碳化物，从而导致局部铬的贫化，使钢的耐蚀性尤其是耐晶界腐蚀性能下降。因此，20世纪60年代以来新发展的镍铬奥氏体不锈钢大多是碳含量小于0. 03重量％或0. 02重量％的超低碳型的。Cr :铬是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素。奥氏体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得主要是由于在介质作用下，铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果。在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁素体的元素，缩小奥氏体区。随着钢中铬含量的增加，奥氏体不锈钢中可出现铁素体(S)组织。研究表明，在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1重量％时，铬含量为18重量％时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种奥氏体复合抗菌不锈钢，其特征在于，所述奥氏体复合抗菌不锈钢的化学成分为：C：≤0.08重量％，Cr：13.8～23重量％，Mn：1.8～12重量％，Ni：3～10重量％，Cu：1～3.0重量％，Ag：≤0.23重量％，Si：＜1.0重量％，RE：0.6～3.8重量％，Mo：≤1.00重量％，N：≤1.00重量％，S：＜0.035重量％，P：＜0.045重量％，其余为Fe和不可避免的杂物。RE为稀土元素，是以Ce(铈)为主要原料，并配以La、Pr等镧系元素中的一种或一种以上的混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裘德鑫，
申请(专利权)人：浙江华仁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：