[发明专利]一种马氏体抗菌不锈钢及其热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及马氏体不锈钢，特别提供了一种具有良好的抗菌性能和机械性能，能广泛应用于卫生、食品、厨房刀刃具以及医疗器械等领域的马氏体抗菌不锈钢及其热处理方法。

背景技术

在地球上，病菌几乎无处不在，严重威胁着人类的身体健康。1996年在日本发生了全国范围的病原性大肠杆菌O157感染事件，曾一度引起世界范围内的恐慌。2003年我国SARS病毒的爆发更是严重影响我国经济建设及人民的日常生活。因此，开发可生产同人类生活密切相关的抗菌材料成为当今的热门课题，日益受到人们的关注。

众所周知，银、铜对细菌的生长有抑制作用，早在公元1000年前就被用作饮水容器和医疗用具。

不锈钢自上世纪问世，到现在已有90多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就，不锈钢的生产为工业和科技进步奠定了重要的物质技术基础。它在发展过程中逐步形成了铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体～铁素体型双相不锈钢四大类。不锈钢本身具有的其它材料无法比拟的优越性使得人们在20世纪90年代兴起了对含铜、银的抗菌不锈钢的研究。日本在该领域研究起步较早。JP～A～8～49085公开了通过磁控溅射技术在不锈钢基体材料的表面形成含有银和/或铜的Cr、Ti、Ni或Fe的金属层或合金层的抗菌不锈钢板。

CN 1111612C公开了含银不锈钢的制造方法，通过添加0.0001～1％的银并于700～1180℃温度下退火，使不锈钢中析出平均粒径500μm以下的银粒子、银氧化物和银硫化物。

CN 1072732C中公开了由铁素体不锈钢制成的抗菌部件及其制备方法，通过添加0.4～3重量％的铜及以2.0体积％的比例析出的富铜相来改善不锈钢的抗菌性。在该专利中还提及了含铜0.4～3重量％的马氏体不锈钢的制备方法，通过在热轧后500～900℃退火析出富铜相来改善马氏体不锈钢的抗菌性能。一般马氏体不锈钢制品在使用前必须经过淬火和回火获得较高的硬度以满足使用要求，但此专利中仅经退火处理的马氏体不锈钢板中富铜相在后续的淬火中将会发生重新固溶，并由此会造成抗菌率下降甚至消失。并且，该专利中并未表明其抗菌性能的快速性、持久性和广谱抗菌性。

因此，人们期望得到一种具有广谱抗菌性、快速杀菌性和抗菌持久性，同时还使材料本身保持良好的机械性能的新型不锈钢材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用纳米级析出相杀菌，具有快速持久抗菌性能、抗菌范围广泛并具有良好的机械性能和较好的耐腐蚀性能的马氏体抗菌不锈钢。

本发明一种马氏体抗菌不锈钢，其特征在于：

该不锈钢的化学成分如下：C：0.05～1.0重量％(C的优选含量范围是：0.1～0.5重量％)，Si≤3重量％(Si的优选含量范围是：≤1.5重量％)，Mn≤1.5重量％，Cr：10～30重量％(Cr的优选含量范围是：12～30重量％)，Ni≤1重量％，Cu：0.5～5重量％(Cu的优选含量范围是：1.2～4.5重量％)，Nb：≤1重量％，Ti：≤1重量％，余量为Fe及不可避免的杂质；同时，所述马氏体抗菌不锈钢的基体中均匀弥散分布着纳米级析出相ε～Cu，从而赋予了马氏体不锈钢优异的抗菌性能。

同时，所述马氏体抗菌不锈钢中优选还可以含有V、Zr、Sn这几种成分中的至少一种，每一种的含量≤1重量％。

所述马氏体抗菌不锈钢中优选还可以含有Mo，其含量为：≤3重量％。

在实际应用中，Nb和Ti可以选用其中之一或其组合。

在本发明中，Cu是最重要的一种成分。为了改进不锈钢的加工性能，有些传统马氏体不锈钢中也含有少量的铜，但当铜含量较低(一般≤0.5重量％)时，即使经过抗菌处理，不锈钢基体中亦形成不了均匀弥散分布的纳米级析出相ε～Cu，从而不能表现出抗菌性能。而当铜含量超过5％后，除生产成本大幅提高外，过量的铜将降低材料的机械加工性能和耐腐蚀性能。