[发明专利]一种抗菌不锈钢的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了将银粉引入不锈钢赋予其抗菌性能，属于表面改性领域。

背景技术

不锈钢餐具的使用越累越普遍，餐具的卫生对使用者来说事关紧要，能够杀死细菌的餐具在日常生活中显得越来越重要。但是不锈钢本身没有抗菌性能，食物长期放置在餐具内容易引发细菌的产生。制备低成本、高性能的抗菌不锈钢成为当前急需解决的问题。本发明将抗菌材料银引入到304不锈钢表面，赋予304不锈钢抗菌性能并提高其耐腐蚀性能。

“抗菌不锈钢复合钢板及其制造方法”（公开号CN102260832A）公开了一种在碳基钢板表面制备抗菌不锈钢涂层的方法，是将抗菌不锈钢粉末喷涂在碳基钢板上，然后进行复合热处理，但是这种方法存在着基体与涂层之间脱落的危险。

“一种奥氏体抗菌不锈钢”（公开号CN102965585A）公开了一种将银直接熔炼到不锈钢中的方法，这种方法使用银的量较大。

“一种表面含银的抗菌不锈钢”（公开号CN203937247U）公开了一种将银引入到不锈钢基体的方法，在基体上形成抗菌层，抗菌层厚度为60-100um。

本发明是一种全新的制备方法，将通过蒸镀、激光熔覆等多个步骤在304不锈钢表面制备抗菌层，整个不锈钢材料是一体的，不存在脱落的问题，银可以熔入到不锈钢表面520um的厚度，同时使用银的量较小，所形成抗菌层厚度较深，材料表面受到磨损后仍能持续发挥抗菌效果。

发明内容

本发明提供了一种将银引入到304不锈钢表面的方法，在304不锈钢表面形成厚度可达520um的抗菌层，赋予304不锈钢良好的抗菌性能，并且提高了原304不锈钢的硬度和耐腐蚀性能。抗菌层和基体之间属于冶金结合，不存在脱落的问题，实现了在使用银较少的情况下赋予304不锈钢较强的抗菌性能。

一种通过蒸镀在粗糙的304不锈钢表面沉积银涂层，然后使用蜡烛将银涂层熏黑，再将304不锈钢放入激光熔覆装置内，先使用低功率对304不锈钢进行预加热，然后再对304不锈钢进行激光熔覆，最终在材料表面形成520um厚的抗菌层，包括以下步骤：

（1）材料准备：使用400目水磨砂纸反复打磨304不锈钢表面，保证其表面具有足够大的粗糙度，将银粉压制成小块，蒸镀时使用；

（2）对304不锈钢先用丙酮超声清洗两遍，再用酒精超声清洗一遍，去除表面油污，晾干待用；

（3）使用蒸镀设备抽真空为1.31×10^-3Pa在坩埚温度1470℃条件下蒸镀银粉所压制成的材料到不锈钢表面，蒸镀时间为170s-340s，避免银粉直接放入设备内抽真空时发生飞溅；

（4）使用蜡烛将蒸镀银后的304不锈钢表面熏黑，提高表面吸热率；

（5）将处理好的304不锈钢放入激光熔覆设备内抽真空，当真空度达到1.2×10^-3Pa的时候通入氩气保护条件下使用激光器对304不锈钢进行预热，然后对其表面进行激光熔覆，冷却后得到表面含银的抗菌不锈钢。

优选地，使用400目水磨砂纸先平行打磨，再垂直方向打磨，反复进行3次。

优选地，蒸镀的银为将银粉压实所形成的小块材料。

优选地，先使用激光器在650W功率、1mm光斑直径、30%的搭接率和260mm/min速度的条件下对304不锈钢表面在平行和垂直方向上分别预加热1次，然后使用1850W功率、0.8mm光斑直径、75％的搭接率和130mm/min速度的条件下对其进行熔覆及重熔，先在一个方向上熔覆一遍，紧接着在垂直方向上再重熔一遍，依次重复3次。

本发明的取得有益效果如下。

1.改变了在不锈钢表面预置熔覆银粉的方式，优势在于可以在蒸镀后使用蜡烛将不锈钢表面熏黑，提高表面的吸热率，同时，蒸镀层与不锈钢结合紧密，传热速度快，避免了只熔化蒸镀层而不能熔化不锈钢的现象。

2.使用400目水磨砂纸先平行打磨，在垂直打磨，保证了不锈钢表面的粗糙度，减下了光的反射，提高材料对激光能量的吸收率。

3.预热后先进行激光熔覆，然后在垂直方向上进行重熔，重复3次，是材料表面达到了激光重熔的效果，银能够熔入到不锈钢表层520um的厚度，与不锈钢冶金结合，而不是将银层熔覆在不锈钢表面。

4.本发明只有不锈钢表面含有银，一是减下了银的用量，节约成本；二是不锈钢基体内部不含银，仅表面含银量，对材料基体内部的性能影响较小。