CN107058902A - 一种抗菌不锈钢及其制作方法和应用 - Google Patents

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Abstract

一种抗菌不锈钢，包括如下重量份的原料：铜0.08‑0.15%、钴0.02‑0.07%、铬5‑12%、镍0.8‑6%、锌0.5‑0.9%、碳0.01‑0.02%，余量为铁，其制备方法包括混匀、熔融、连铸、热压、退火、冷却等步骤，本发明的抗菌不锈钢可应用于抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具。本发明的抗菌不锈钢可游离出钴、铬、铜、镍、锌等抗菌离子，抗菌效果十分显著，对大肠杆菌、结核杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达99%以上。

Description

一种抗菌不锈钢及其制作方法和应用
技术领域
本发明涉及不锈钢生产技术领域，具体涉及一种抗菌不锈钢及其制作方法和应用。
背景技术
不锈钢具有优良的耐腐蚀、耐热、加工和抛光性能，在社会生活中有广泛的应用。很多日常用品都是用不锈钢作为材料，如钢丝清洁球、餐具、厨具、手术工具、理发工具等。然而这些人类密切接触的不锈钢制品极容易被病原微生物污染，如大肠杆菌、结核杆菌、金黄色葡萄球菌等，人们在使用或交叉使用这些染菌不锈钢制品的时候，会引起自身感染或交叉感染，给身体健康造成重大隐患。
目前市场上的抗菌不锈钢制品比较多，如专利CN201210420617.X（申请号）公开了一种耐腐蚀抗菌不锈钢及其制作方法，通过降低Cr元素含量，增加Mo元素、Zr元素、Al元素等，并限定各元素的含量和制作工艺，增加了其机械性能。专利CN201510784644.9（申请号）公开了一种将抗菌材料银引入到304不锈钢表面的方法，包括材料准备、蒸镀、超声清洗、熏黑、激光熔覆等步骤，是一种全新的将银粉引入到304不锈钢的方法。专利CN201510972060.4（申请号）公开了一种含铜抗菌不锈钢及其制备方法，该不锈钢由以下成分制成：铁矿石60-90份，铜矿石20-50份，将原料磨成粉末，经过800-1500目筛，在烧结的温度为1400-1700℃，压力为1-3MPa下烧成液体，在压力3-5MP下压制成型，冷却即可。市面上的抗菌不锈钢往往存在着抗菌能力低下、抗菌能力不均衡、重金属含量过高等问题，限制了抗菌不锈钢的使用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种抗菌不锈钢及其制作方法和应用。
本发明是通过如下方式实现的：
一种抗菌不锈钢，包括如下重量份的原料：铜0.08-0.15%、钴0.02-0.07%、铬5-12%、镍0.8-6%、锌0.5-0.9%、碳0.01-0.02%，余量为铁。
优选的，包括如下重量份的原料：铜0.12-0.15%、钴0.03-0.06%、铬6-10%、镍2.2-4%、锌0.5-0.7%、碳0.01-0.02%，余量为铁。
优选的，包括如下重量份的原料：铜0.12%、钴0.03%、铬7%、镍3.1%、锌0.6%、碳0.016%，余量为铁。
优选的，所述铜为纳米铜。
上述抗菌不锈钢的制作方法，包括以下步骤：
（1）混匀：将生铁、废铁和其他合金元素混合，原料通过振动混料或球磨混料进行混匀；
（2）熔融：将混匀后的原料投入炉内熔融，温度为1500-1600℃，脱硫至硫含量不高于0.020%，脱磷至磷含量不高于0.040%，脱碳至碳含量为0.01-0.02%；
（3）连铸：脱硫处理后的钢水通过连铸机进行浇注，浇注温度为1300-1400℃，得到钢坯；
（4）热轧：连铸后的钢坯通过热轧机进行热轧，终轧温度为1200-1250℃；
（5）退火：热轧后的钢采用二级恒温退火固溶处理工艺进行退火，首先1000-1100℃退火，保温80-100分钟，然后冷却到850-900℃，保温2-3小时；
（6）冷却：自然冷却到室温得到抗菌合金钢；
优选的，所述振动混料为将原料投入振动罐振动30-50分钟，振动罐内壁为聚四氟乙烯，振动频率为50 -60Hz，振幅为6-8 mm，振动力为15000-18000 N。
优选的，所述球磨混料为将原料置于行星球磨机上干磨2-3小时，球磨机转速为400-500转/分钟，球料质量比为6-8：1。
由上述抗菌不锈钢在抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具上的应用。
本发明的有益效果是：
1. 本发明的抗菌不锈钢可游离出铜、钴、铬、镍、锌等抗菌离子，抗菌效果十分显著，对大肠杆菌、结核杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌率达99%以上。
2. 本发明的抗菌不锈钢使用纳米铜作为材料，混匀效果好，铜离子游离效率可控，可最大限度发挥铜离子优秀的抗菌效能而又不具有人体毒性。
3. 本发明的抗菌不锈钢加工性能优良，可制作成各种用具。
4. 本发明的抗菌不锈钢制作方法能将各种原料均匀分布，使产品的抗菌效果均一。
5. 本发明的不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具抗菌效果好，可有效控制病菌感染。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，但不限制本发明的保护范围和应用范围。
实施例1
一种抗菌不锈钢，包括如下重量份的原料：纳米铜0.12%、钴0.03%、铬7%、镍3.1%、锌0.6%、碳0.016%，余量为铁。
上述抗菌不锈钢的制作方法，包括以下步骤：
（1）混匀：将生铁、废铁和其他合金元素混合，原料通过球磨混料进行混匀；
（2）熔融：将混匀后的原料投入炉内熔融，温度为1550℃，脱硫至硫含量不高于0.020%，脱磷至磷含量不高于0.040%，脱碳至碳含量为0.01%；
（3）连铸：脱硫处理后的钢水通过连铸机进行浇注，浇注温度为1380℃，得到钢坯；
（4）热轧：连铸后的钢坯通过热轧机进行热轧，终轧温度为1250℃；
（5）退火：热轧后的钢采用二级恒温退火固溶处理工艺进行退火，首先1050℃退火，保温90分钟，然后冷却到850℃，保温2小时；
（6）冷却：自然冷却到室温得到抗菌合金钢；
其中，所述球磨混料为将原料置于行星球磨机上干磨2.5小时，球磨机转速为450转/分钟，球料质量比为7：1。
由上述抗菌不锈钢在抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具上的应用。
实施例2
一种抗菌不锈钢，包括如下重量份的原料：纳米铜0.08%、钴0.07%、铬5%、镍0.8%、锌0.9%、碳0.01%，余量为铁。
上述抗菌不锈钢的制作方法，包括以下步骤：
（1）混匀：将生铁、废铁和其他合金元素混合，原料通过振动混料进行混匀；
（2）熔融：将混匀后的原料投入炉内熔融，温度为1600℃，脱硫至硫含量不高于0.020%，脱磷至磷含量不高于0.040%，脱碳至碳含量为0.01%；
（3）连铸：脱硫处理后的钢水通过连铸机进行浇注，浇注温度为1400℃，得到钢坯；
（4）热轧：连铸后的钢坯通过热轧机进行热轧，终轧温度为1200℃；
（5）退火：热轧后的钢采用二级恒温退火固溶处理工艺进行退火，首先1100℃退火，保温80分钟，然后冷却到900℃，保温2小时；
（6）冷却：自然冷却到室温得到抗菌合金钢；
其中，所述振动混料为将原料投入振动罐振动50分钟，振动罐内壁为聚四氟乙烯，振动频率为50Hz，振幅为8 mm，振动力为15000N。
由上述抗菌不锈钢在抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具上的应用。
实施例3
一种抗菌不锈钢，包括如下重量份的原料：纳米铜0.15%、钴0.02%、铬12%、镍6%、锌0.5%、碳0.02%，余量为铁。
上述抗菌不锈钢的制作方法，包括以下步骤：
（1）混匀：将生铁、废铁和其他合金元素混合，原料通过球磨混料进行混匀；
（2）熔融：将混匀后的原料投入炉内熔融，温度为1500℃，脱硫至硫含量不高于0.020%，脱磷至磷含量不高于0.040%，脱碳至碳含量为0.02%；
（3）连铸：脱硫处理后的钢水通过连铸机进行浇注，浇注温度为1300℃，得到钢坯；
（4）热轧：连铸后的钢坯通过热轧机进行热轧，终轧温度为1250℃；
（5）退火：热轧后的钢采用二级恒温退火固溶处理工艺进行退火，首先1000℃退火，保温100分钟，然后冷却到850℃，保温3小时；
（6）冷却：自然冷却到室温得到抗菌合金钢；
其中，所述球磨混料为将原料置于行星球磨机上干磨2小时，球磨机转速为500转/分钟，球料质量比为6：1。
由上述抗菌不锈钢在抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具上的应用。

Claims (8)

1.一种抗菌不锈钢，其特征在于，包括如下重量份的原料：铜0.08-0.15%、钴0.02-0.07%、铬5-12%、镍0.8-6%、锌0.5-0.9%、碳0.01-0.02%，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的抗菌不锈钢，其特征在于，包括如下重量份的原料：铜0.12-0.15%、钴0.03-0.06%、铬6-10%、镍2.2-4%、锌0.5-0.7%、碳0.01-0.02%，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的抗菌不锈钢，其特征在于，包括如下重量份的原料：铜0.12%、钴0.03%、铬7%、镍3.1%、锌0.6%、碳0.016%，余量为铁。
4.一种抗菌不锈钢，其特征在于，所述铜为纳米铜。
5.一种抗菌不锈钢的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）混匀：将生铁、废铁和其他合金元素混合，原料通过振动混料或球磨混料进行混匀；
（2）熔融：将混匀后的原料投入炉内熔融，温度为1500-1600℃，脱硫至硫含量不高于0.020%，脱磷至磷含量不高于0.040%，脱碳至碳含量为0.01-0.02%；
（3）连铸：脱硫处理后的钢水通过连铸机进行浇注，浇注温度为1300-1400℃，得到钢坯；
（4）热轧：连铸后的钢坯通过热轧机进行热轧，终轧温度为1200-1250℃；
（5）退火：热轧后的钢采用二级恒温退火固溶处理工艺进行退火，首先1000-1100℃退火，保温80-100分钟，然后冷却到850-900℃，保温2-3小时；
（6）冷却：自然冷却到室温得到抗菌合金钢。
6.根据权利要求5所述的抗菌不锈钢的制作方法，其特征在于，所述振动混料为将原料投入振动罐振动30-50分钟，振动罐内壁为聚四氟乙烯，振动频率为50 -60Hz，振幅为6-8mm，振动力为15000-18000 N。
7.根据权利要求5所述的抗菌不锈钢的制作方法，其特征在于，所述球磨混料为将原料置于行星球磨机上干磨2-3小时，球磨机转速为400-500转/分钟，球料质量比为6-8：1。
8.根据权利要求1-7任一项所述的抗菌不锈钢在抗菌不锈钢丝清洁球、抗菌不锈钢餐具、抗菌不锈钢手术工具及抗菌不锈钢理发工具上的应用。
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