[发明专利]一种奥氏体抗菌不锈钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢，尤其涉及一种奥氏体抗菌不锈钢及其制造方法。

背景技术

抗菌不锈钢，就是在不锈钢中加入适量的具有抗菌效果的金属元素(如铜、银)，生产出的钢材经抗菌热处理后，富抗菌元素的抗菌相从基体中析出，均匀弥散分布，裸露于不锈钢表面的抗菌金属元素溶于水后形成水合离子，然后与细菌接触，通过与细胞作用，损伤细胞膜，使蛋白质凝固或损坏其DNA，阻止细菌生长繁殖或消灭细菌。抗菌不锈钢具有不锈钢的优点和良好的抗菌性能，可广泛应用于家电用品、厨房设备、食品工业、医疗器材、公共设施等领域。随着我国社会经济的发展和抗菌意识的增强，人们生活水平的提高，抗菌不锈钢的开发和应用范围将不断扩大。

日本日新制钢公司最早在1995年投入含铜抗菌不锈钢的研发，初期开发重点在合金设计及表面处理等技术。1999年底成功开发出具有良好的制造加工性和抗菌性的铁素体系抗菌不锈钢(低C、N-17Cr-1.5Cu)。随着抗菌不锈钢需求的不断增长和应用范围的日益扩大，又相继开发了马氏体系(0.3C-13Cr-3Cu)和奥氏体系抗菌不锈钢(18Cr-9Ni-3.8Cu)。2000年初川崎制铁公司研制出含银抗菌不锈钢并已投放市场。目前，国内外许多专家已开始抗菌金属材料及制品的研究和开发。2003年，中科院金属研究所研制开发的兼具耐蚀和抗菌性能的抗菌不锈钢填补了国内空白，达到了同类材料国际先进水平。据报道，韩国、美国、加拿大及我国台湾也在积极开发抗菌不锈钢材料。

以往开发的抗菌不锈钢多以添加铜元素为主，含铜抗菌不锈钢的生产需要增加特殊的热处理工艺，且较高含量的铜会使材料在连铸和轧制时形成微裂纹倾向，因此在冶炼时铜的添加量受到严格限制，其抗菌性也受到影响。含银抗菌不锈钢的生产不需要增加特殊的热处理工艺，且热成形性好、生产可行性强、长效抗菌性好、其成本与含铜抗菌不锈钢基本相当。因此，含银抗菌不锈钢的发展潜力巨大，是未来抗菌不锈钢研发和生产的重点。但是，Ag在不锈钢中溶解度很小，容易形成偏析，从而降低了抗菌性。如果加入量过多，会破坏不锈钢的原有的加工性能、力学及耐腐蚀等性能，并增加成本。因此研究如何使Ag元素均匀分布于不锈钢中是含Ag抗菌不锈钢的关键技术。

在公开号CN1272889A专利中，开发的含Ag抗菌不锈钢中含有：10％(重量)以上的铬，0.001～0.30％(重量)的Ag，或者还含有0.001～1.0％(重量)的钒。另外，在不锈钢中分散有0.0005％以上的氧化银，该氧化银为银含量的1.1倍以下。为了将氧化银均匀分散于不锈钢中，当进行熔融钢的连铸时，连铸速率优先在0.8～1.6米/分钟。在公开号CN1256716A专利中也有类似的方法，其成分为：10％(重量)以上的铬，0.001～1％(重量)的Ag，或者进一步含有选自Sn：0.0002～0.02％(重量)、Zn：0.002～0.02％(重量)、Pt：0.0002～0.02％(重量)中的1种或1种以上，另外，使平均为500μm以下的银粒子、银氧化物和银硫化物中的1种以上分散于该不锈钢中，合计面积率为0.001％以上。为了使银粒子、银氧化物和银硫化物均匀分散，连铸速率在0.8～1.6米/分钟。可见，这两个专利的关键技术是控制连铸速率，使银粒子及银化物均匀地分布于合金中，以获得高的抗菌率的目的。这样就要求一定的冶炼和连铸设备及熟练的操作技术。

在公开号CN1789471A专利中，开发了一种先把Cu-Ag-Zn三种元素按一定比例经过熔炼制成中间合金，再把其当作一种炉料，在不锈钢冶炼中加入以制成抗菌不锈钢。这种方法效果较理想，但Cu-Ag-Zn三元中间合金的最佳成分不易掌握，此外Zn还会对不锈钢的热加工性能产生不良影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种奥氏体抗菌不锈钢及其制造方法，通过在钢中加入Ag-Cu二元中间合金来提高钢的搞菌性能。

本发明实现上述目的的技术方案为：提供一种奥氏体抗菌不锈钢，其含有重量百分比为0.10～4.0％的Ag-Cu二元中间合金。

银和铜都具有抗菌性，加入Ag-Cu合金小于0.1％时抗菌性不理想，随着其含量的增加其抗菌性逐渐提高。铜还可提高耐蚀性、耐磨性及冷加工成形性，还可节约镍，但铜超过4.0％时，会降低热塑性，且银较多时也会对热塑性产生不良影响，因此Ag-Cu合金应控制在4.0％以下。