一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼的製作方法

2023-09-20 05:08:35 1

本發明涉及鋼鐵合金材料技術領域的功能性特種不鏽鋼，具體涉及一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼。

背景技術：

隨著航天航空、石油化工、食品機械、醫療器具、電器電子工業的發展，不鏽鋼材料已得到廣泛應用，但不鏽鋼由於韌性大、熱強度高，導熱係數低等特點而難以加工。因此，改善不鏽鋼的易切削性能成為不鏽鋼行業的重要課題。

目前主要通過添加易切削元素硫、鉛、硒等元素來提高不鏽鋼的易切削性能。隨著人們環保意識的增強和身體健康的要求，鉛、硒等有毒的重金屬元素在工業生產中受到限制使用，冶煉過程添加鉛和硒會引起嚴重公害，是不允許用含鉛、硒等重金屬的不鏽鋼製造食品、醫療衛生器具、家用電器等電子產品。硫元素雖然能夠顯著提高不鏽鋼的切削性能，但硫元素在不鏽鋼中形成的硫化物會降低不鏽鋼的力學性能和耐腐蝕性能，無法保證產品能達到國家食品安全標準的鎳、鉻、鉛、鎘、砷遷移量的技術要求。其製品接觸食品時，不鏽鋼中的鎳、鉻、鉛、鎘、砷等金屬離子會有不同程度的析出，遷移到食品當中，被人體攝入後，會對人體健康造成不同程度的危害。目前國內不鏽鋼市場上既能符合歐盟ROHS指令又能達到食品安全國家標準，又具有良好的易切削性能的奧氏體不鏽鋼尚屬空白。

在奧氏體不鏽鋼中添加鉍和鈣元素可以改善其切削性能，提高加工效率。同時，因為鉍和鈣的無公害、無毒性、不致癌性，含鉍、鈣的易切削不鏽鋼更易滿足日益提高的食品、醫療衛生製品和環境標準的要求。可以預測含鉍、鈣的易切削不鏽鋼在醫療衛生、電子化工和食品工業將會獲得越來越廣泛的應用。為此，將無毒的鉍元素和鈣元素替代硫、鉛、硒易切削元素加入到不鏽鋼中，生產不含鉛、硒有毒元素的低硫無毒的新型食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼材料，填補國內該類型功能性特種不鏽鋼材料的空白。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種既能滿足國家食品安全標準和歐盟ROHS指令要求，又具有良好易切削性能的低硫無毒食品接觸用奧氏體不鏽鋼，以填補國內該類型功能性特種不鏽鋼材料的空白。

本發明所述的技術方案，一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，以質量百分比計，含有以下組成成分：

C：0.03-0.07％、

S：0.003-0.01％、

Cr：18.0-20.0％、

Ni：8.0-10.0％、

Bi：0.06-0.26％、

Ca：0.0010-0.0028％、

Mn：1.0-1.6％、

Si：0.30-0.80％、

P：0.020-0.045％、

餘量為鐵和不可避免的雜質。

本發明所述的不鏽鋼，還含有重金屬Cd≤100mg/kg。

本發明所述的不鏽鋼，還含有重金屬Pd≤1000mg/kg。

本發明所述的不鏽鋼，還含有重金屬Hg≤1000mg/kg。

本發明得到的不鏽鋼中，是一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，將無公害、無毒、不致癌的Bi元素和Ca元素替代S、Pb、Se等元素，添加到奧氏體不鏽鋼當中，產生「相乘效果」獲得良好的易切削性能。

本發明得到的不鏽鋼中，其中的Cr、Ni、Pb、Cd、As金屬離子析出根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)遷移量為：Cr≤0.4mg/dm2、Ni≤0.1mg/dm2、Pb≤0.01mg/dm2、As≤0.008mg/dm2、Cd≤0.005mg/dm2。

具體實施方式

下面以具體實施例對本發明作進一步說明，但本發明並不局限於這些實施例。

實施例1

一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，其組成成分為：

C：0.057％、

S：0.009％、

Cr：18.14％、

Ni：8.08％、

Bi：0.107％、

Ca：0.0012％、

Mn：1.41％、

Si：0.34％、

P：0.032％，

重金屬含量：Cd<2mg/kg、Pb<2mg/kg、Hg<2mg/kg，其餘部分為Fe。(<2mg/kg意味著未檢出，下同)

根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)測定，該合金接觸食品時，析出遷移到食品當中的遷移量為Cr：0.038mg/md2，Ni：0.035mg/md2，Pb：0.001mg/md2、Cd：0.002mg/md2、As<0.008mg/md2。

實施例2

一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，其組成成分以質量百分比為：

C：0.05％、

S：0.01％、

Cr：18.19％、

Ni：8.13％、

Bi：0.116％、

Ca：0.001％、

Mn：1.31％、

Si：0.7％、

P：0.030％，

重金屬含量：Cd<2mg/kg、Pb<2mg/kg、Hg<2mg/kg，其餘部分為Fe。

根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)測定，該合金接觸食品時，析出遷移到食品當中的遷移量為Cr：0.05mg/md2，Ni：0.01mg/md2，Pb：0.002mg/md2、Cd：0.002mg/md2、As：<0.008mg/md2。

實施例3

一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，其組成成分以質量百分比為：

C：0.038％、

S：0.007％、

Cr：18.10％、

Ni：8.20％、

Bi：0.114％、

Ca：0.001％、

Mn：1.42％、

Si：0.49％、

P：0.038％，

重金屬含量：Cd<2mg/kg、Pb<2mg/kg、Hg<2mg/kg，其餘部分為Fe。

根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)測定，該合金接觸食品時，析出遷移到食品當中的遷移量為Cr：0.017mg/md2，Ni：0.017mg/md2，Pb：0.002mg/md2、Cd：0.002mg/md2、As：<0.008mg/md2。

實施例4

一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，其組成成分以質量百分比為：

C：0.03％、

S：0.01％、

Cr：18.00％、

Ni：10.0％、

Bi：0.06％、

Ca：0.0028％、

Mn：1.60％、

Si：0.66％、

P：0.020％，

重金屬含量：Cd<2.5mg/kg、Pb<4mg/kg、Hg<3mg/kg，其餘部分為Fe。

根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)測定，該合金接觸食品時，析出遷移到食品當中的遷移量為Cr：0.018mg/md2，Ni：0.019mg/md2，Pb：0.004mg/md2、Cd：0.003mg/md2、As：<0.008mg/md2。

實施例5

一種低硫無毒食品接觸用奧氏體易切削不鏽鋼，其組成成分以質量百分比為：

C：0.07％、

S：0.003％、

Cr：20.00％、

Ni：8.0％、

Bi：0.26％、

Ca：0.001％、

Mn：1.39％、

Si：0.80％、

P：0.045％，

重金屬含量：Cd<2.8mg/kg、Pb<5mg/kg、Hg<4mg/kg，其餘部分為Fe。

根據我國國家標準GB9684—2011(食品安全國家標準不鏽鋼製品)測定，該合金接觸食品時，析出遷移到食品當中的遷移量為Cr：0.021mg/md2，Ni：0.020mg/md2，Pb：0.003mg/md2、Cd：0.002mg/md2、As：<0.008mg/md2。