一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法
2023-05-06 06:22:56 4
一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法
【專利摘要】一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法，生產工藝是使用酸性爐襯的中頻感應電爐熔鍊金屬，先加入低碳鋼，熔化後加入鈦鐵、鎳片、鉻鐵、矽鐵、錳鐵，最後加覆蓋劑，升溫至1650℃±5℃，爐料全部熔化後，降溫至1550-1600℃，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時在澆包中再次脫氧、扒渣後，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中得到零件毛坯；零件毛坯再經熱處理得產品。使用本發明的方法，可以在大氣環境下採用一次整體成形的方法製備結構複雜的各種含銅合金型抗菌不鏽鋼機械零部件，極大地拓寬了抗菌不鏽鋼的應用領域。
【專利說明】一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法
【技術領域】
[0001] 本發明屬一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法領域。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，人們對周圍的環境和自身的健康越來越重視，因此對食品加工、食糖生產、藥品生產、餐具炊具、衛浴設備、醫療器械以及公共場所設施的材料提出了更高的要求，綠色加工、綠色生產的呼聲日趨強烈。抗菌不鏽鋼正是在這樣一種形勢下應運而生的新型材料。抗菌不鏽鋼是材料科學與環境科學交叉而發展出的一種新型材料，其特點在於材料自身具有抗菌、滅菌性能，可應用於食品加工、食糖生產、藥品生產、餐具炊具、衛浴設備、醫療器械以及易交叉感染的地方和公共場所的各種設施。因此，開發和應用抗菌不鏽鋼既可帶來巨大的經濟效益，又可產生廣泛的社會效益。
[0003]抗菌不鏽鋼是指自身具有抗菌功能的不鏽鋼新材料，它能夠像普通不鏽鋼一樣作為耐腐蝕的結構材料使用，同時對常見的細菌具有廣譜殺菌特性，如對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念球菌等常見細菌的殺滅率都在99%以上，而且對人體無害，因而是一種結構/功能一體化的新材料。抗菌不鏽鋼主要有三種類型:第一種是在材料表面塗上一層具有抗菌作用的化學塗層，但化學塗層在殺菌的同時，也成為健康的潛在威脅。第二種是在表面鍍上帶有抗菌功能的金屬材料，但該材料不適用於高腐蝕、高磨損的產品，一旦表層被腐蝕或者脫落，便會喪失抗菌功能。第三種是合金型抗菌不鏽鋼，這是一種自帶抗菌功能的抗菌不鏽鋼，主要通過在冶金過程中添加抗菌元素並用特殊工藝加以處理，材料的抗菌性能由此達到了永恆，即使表面被磨損掉，材料內部同樣具有抗菌效力。
[0004]資料表明，在鋼鐵材料中，不鏽鋼具有長壽、免維修及最低的壽命周期成本的特性。不鏽鋼材質的機械零部件可比普通碳素鋼或鑄鐵的機械零部件使用壽命提高2.5-4.5倍。因此，抗菌不鏽鋼是一種理想的食品加工、食糖生產、藥品生產機械材料。因為抗菌不鏽鋼與同類不鏽鋼相比，耐蝕性能有增無減，物理性能基本相當，力學性能也基本相同。所以，抗菌不鏽鋼既能夠像普通不鏽鋼一樣作為耐腐蝕的結構材料使用，同時又具有抗菌、滅菌的功能，因而是一種新型節能環保、綠色生產的食品加工、食糖生產、藥品生產機械材料。但是目前出現的抗菌不鏽鋼成品大多為棒材、管材、板材，需二次加工(焊接、衝壓等)才能形成最終產品。這對於結構複雜的食品加工機械、食糖生產機械及藥品生產機械是極不適應的。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種一次整體成形、可工業化批量生產、有極大拓寬應用領域的一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法。
[0006]本發明以如下技術方案解決上述技術問題:
[0007]含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型方法是:
[0008]1.含銅合金型抗菌不鏽鋼的熔煉和鑄造:
[0009]使用酸性爐襯的中頻感應電爐熔鍊金屬，冷爐起爐，先加入低碳鋼，待鋼水熔化至75-85%時，先加入配方量的鈦鐵，再加入配方量的鎳片、鉻鐵、矽鐵、錳鐵，最後加入由稻草灰與幹木炭組成的覆蓋劑覆蓋，升溫至1650°C ±5°C，待爐料全部熔化後，降溫至1550-1600°C，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時在澆包中再次脫氧，脫氧完畢後扒渣乾淨，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中，即可得到含銅合金型抗菌不鏽鋼的零件毛坯。
[0010]2.零件毛坯的熱處理:
[0011]在1140-1160°C下固溶處理1.5小時，水冷至室溫；然後850°C回火處理6.5小時，
空冷至室溫。
[0012]覆蓋劑中稻草灰與幹木炭的質量比為70%: 30%。
[0013]電解銅的加入量為熔鍊金屬總質量的1.5%。
[0014]使用本發明的方法，可以在大氣環境下採用一次整體成形的鑄造方法製備結構複雜的各種含銅合金型抗菌不鏽鋼機械零部件，極大地拓寬了抗菌不鏽鋼的應用領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是用本發明的鑄造成型法製備的含銅合金型抗菌不鏽鋼的金相組織圖。圖中呈白色者為鐵素體，黑色者為析出的ε -Cu相；水溶液腐蝕劑為Fe C I3-HCl ;300Χ。
[0016]圖2是實施例1用本發明的方法製備的含銅合金型抗菌不鏽鋼攪拌葉片附鑄試樣的金相組織圖。
[0017]圖3是實施例2用本發明的方法製備的含銅合金型抗菌不鏽鋼梳板附鑄試樣的金相組織圖。
[0018]圖4是實施例3用本發明的方法製備的含銅合金型抗菌不鏽鋼吸濾機摩擦板附鑄試樣的金相組織圖。
[0019]圖5是實施例4用本發明的方法製備的含銅合金型抗菌不鏽鋼吸濾機分配板附鑄試樣的金相組織圖。
【具體實施方式】
[0020]含銅合金型抗菌不鏽鋼化學成分見表1 ;試驗原材料的化學成分見表2 ;當試驗合金總質量為5Kg時含銅合金型抗菌不鏽鋼生產配料單見表3 ;覆蓋劑的組成:70%稻草灰+30%幹木炭；造型用砂:覆膜砂。
[0021 ] 表1含銅合金型抗菌不鏽鋼化學成分wt%
[0022]
【權利要求】
1.一種含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法，其特徵是: 生產工藝流程是: ⑴含銅合金型抗菌不鏽鋼的熔煉: 使用酸性爐襯的中頻感應電爐熔鍊金屬，冷爐起爐，加入低碳鋼，待鋼水熔化至75-85%時，先加入配方量的鈦鐵，再加入配方量的鎳片、鉻鐵、矽鐵、錳鐵，最後加入由稻草灰與幹木炭組成的覆蓋劑覆蓋，升溫至1650±5°C，待爐料全部熔化後，降溫至1550-1600°C，加入電解銅，脫氧除渣，出鋼水時在澆包中再次脫氧，脫氧完畢後扒渣乾淨，將鋼水澆入覆膜砂鑄型中，即可得到合金型抗菌不鏽鋼的零件毛坯； ⑵零件毛坯的熱處理: 在1140-1160°C下固溶處理1.5小時，水冷至室溫；然後850°C回火處理6.5小時，空冷至室溫。
2.如權利要求1所述的含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法，其特徵是覆蓋劑中稻草灰與幹木炭的質量比為70%: 30%。
3.如權利要求1所述的含銅合金型抗菌不鏽鋼的鑄造成型法，其特徵是電解銅的加入量為熔鍊金屬總質量的1 .5%。
【文檔編號】B22C9/22GK103911541SQ201410125340
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月29日 優先權日:2014年3月29日
【發明者】蘇廣才, 寧廣承, 湯宏群, 梁兆年, 張修海, 杜華就, 冼滿峰 申請人:廣西大學, 南寧市摩力特種合金鑄造廠