CN107310221A - 一种抗菌不锈钢复合材料及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是提供一种抗菌不锈钢复合材料及其制造方法，属于金属复合板制造工艺技术领域。该方法包括制坯原料选择、制坯、轧制和抗菌热处理四大步骤，该方法生产的抗菌层压双金属复合材料，实现了牢固的冶金结合，界面结合强度大于210MPa，抗菌复层厚度比例为10%‑50%；同时，采用本方法生产的抗菌层压双金属复合材料经抗菌退火后，抗菌率在90%以上，其复层具有良好抗菌性能，基层具有较强的韧性、加工性和焊接性。抗菌层压双金属复合材料制坯轧制时，处于真空状态下的复层，表面的氧化程度低及富铜相的表面析出少，并且其边部的温降小，可明显减轻复层的边裂。

Description

一种抗菌不锈钢复合材料及其制造方法
技术领域
本发明目的是提供一种抗菌不锈钢复合材料及其制造方法，属于金属复合板制造工艺技术领域。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对生活水平，医疗卫生的要求越来越高。抗菌不锈钢的诞生极大的满足人们对卫生的要求，它的抗菌效果广泛应用医疗器械、厨房设备、餐具和公共设施，甚至建材上，门把手，灯开关等与人们生活密切相关的小东西上。添加一定量抗菌性的Cu、Ag离子，或者如中国专利CN100516273C公开的一种奥氏体不锈钢及其制造方法在普通的304系列的奥氏体不锈钢中加入优选一定比例成分的Cu-Ag-Zn三种元素，使得抗菌不锈钢板不仅具有不锈钢板本身耐腐蚀性，还使得不锈钢板具有新功能抗菌性。而碳钢具有良好的结构力学性能，两者的结合，不仅节约成本，还能充分利发挥两者优点于产品。
目前，中国专利CN106273954 A 公开了一种三层的抗菌复合板及其制备方法，三层材料均采用涂层抗菌性的材料。虽然涂层，表面改性能够起到抗菌作用，但是此类加工方法对于复杂的形状多样化的加工要求，往往会受到设备的限制影响大规模生产，并且抗菌离子和不锈钢的结合力还需加强。
如能开发一种抗菌效果不变，且具有良好的力学性能和较低成本的抗菌复合板将带来极大的市场价值。
发明内容
本发明的将提供一种抗菌复合板的制备方法，使得产品不仅具有优异的力学性能和抗菌性能，还能降低材料成本，延长使用寿命。
本发明是这样实现的，其特征在于加工步骤为：
1. 制坯原料选择：基层材料选用普通碳素钢或低合金钢，抗菌复层材料选用含Cu或Ag抗菌不锈钢（奥氏体、铁素体或马氏体不锈钢）板坯；
2. 制坯：将步骤（1）选好的基层材料和抗菌复层材料采用机械方法进行表面处理，使氧化皮、钝化层等杂质去除；然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨，增加表面的粗糙度利于后续复合；最后使用酒精清洗表面去除油污，脏物等，吹干；之后进行下列对称四层复合板坯制备，抗菌复层材料叠加，其两者之间铺放隔离材料，其外层叠放步骤（1）选好的基层材料，复层与基层待复合表面相贴合，基层材料稍大于复层材料，然后密封焊接基层材料，并预留抽气管，通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1 x10-3Pa，并保压2小时后，热封抽气管，得到真空复合板坯；
3. 轧制：将步骤（2）制得的真空复合板坯送入加热炉内，进行常规加热，加热温度为1200℃～1250℃，之后送入轧机轧制，开轧温度为1100℃～1150℃，终轧温度900℃～950℃，累积轧制压下率大于75%，空冷，切边分张，然后对两层复合板进行两次冷轧，第一次冷轧压下量大于50%，然后在840℃退火10min，然后第二次冷轧至近产品规格；
4. 抗菌热处理：将步骤（2）制得复合材料在970℃～1050℃固溶处理，700~800℃进行退火时效。
本发明优点及积极效果：
与传统方法相比较本发明的优点：
本发明不仅复层具有良好抗菌性能，基层具有较强的韧性、加工性和焊接性。抗菌层压双金属复合材料制坯轧制时，处于真空状态下的复层，表面的氧化程度低及富铜相的表面析出少，并且其边部的温降小，可明显减轻复层的边裂，提高成品率。
附图说明
图1—两块对称式抗菌复合板坯；
图中1—基层包覆碳钢材料；2—叠加的两块抗菌不锈钢材料；3—隔离材料；4—基层碳钢材料；5—抽气管；
具体实现方式：
现以生产复层为1mm厚30480（含铜）抗菌不锈钢，基层为2.5mm厚Q235复合板为例，如图1所示。本发明的制作工序为：制坯原料选择→制坯→轧制→抗菌热处理。
加工步骤为：
1. 制坯原料选择：基层材料选用2040mm x 1240mm x 60mm厚Q235普碳钢，抗菌复层材料选用2000mm x 1200mm x 20mm厚含3.5%Cu的304不锈钢板坯；
2. 制坯：将步骤（1）选好的基层材料和抗菌复层材料采用机械方法进行表面处理，使氧化皮、钝化层等杂质去除；然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨，增加表面的粗糙度利于后续复合；最后使用酒精清洗表面去除油污，脏物等，吹干；之后进行下列对称四层复合板坯制备，抗菌复层材料叠加，其两者之间铺放隔离材料，其外层叠放步骤（1）选好的基层材料，复层与基层待复合表面相贴合，基层材料稍大于复层材料，然后密封焊接基层材料，并预留抽气管，通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1 x10-3Pa，并保压2小时后，热封抽气管，得到真空复合板坯；
3. 轧制：将步骤（2）制得的真空复合板坯送入加热炉内，进行常规加热，加热温度为1200℃～1250℃，之后送入轧机轧制，开轧温度为1100℃～1150℃，终轧温度900℃～950℃，累积轧制压下率80%，空冷，切边分张，然后对两层复合板进行两次冷轧，第一次冷轧累积压下量60%，然后在840℃退火10min，第二次累积压下量为45%；
4. 抗菌热处理：将步骤（2）制得复合材料在970℃～1050℃固溶处理，700~800℃进行退火时效，酸洗。

Claims (1)

1.一种抗菌不锈钢复合材料及其制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤（1），制坯原料选择：基层材料选用普通碳素钢或低合金钢，抗菌复层材料选用含Cu或Ag抗菌不锈钢（奥氏体、铁素体或马氏体不锈钢）板坯；
步骤（2），制坯：将步骤（1）选好的基层材料和抗菌复层材料采用机械方法进行表面处理，使氧化皮、钝化层等杂质去除；然后使用钢丝刷或拉丝机对待复合面进行精细打磨，增加表面的粗糙度利于后续复合；最后使用酒精清洗表面去除油污，脏物等，吹干；之后进行下列对称四层复合板坯制备，抗菌复层材料叠加，其两者之间铺放隔离材料，其外层叠放步骤（1）选好的基层材料，复层与基层待复合表面相贴合，基层材料稍大于复层材料，然后密封焊接基层材料，并预留抽气管，通过高真空扩散泵机组对复合板坯抽真空至1x10-2~1x10-3Pa，并保压2小时后，热封抽气管，得到真空复合板坯；
步骤（3），轧制：将步骤（2）制得的真空复合板坯送入加热炉内，进行常规加热，加热温度为1200℃～1250℃，之后送入轧机轧制，开轧温度为1100℃～1150℃，终轧温度900℃～950℃，累积轧制压下率大于75%，空冷，切边分张，然后对两层复合板进行两次冷轧，第一次冷轧压下量大于50%，随后在840℃退火10min，然后第二次冷轧至近产品规格；
步骤（4），抗菌热处理：将步骤（2）制得复合材料在970℃～1050℃固溶处理，700~800℃进行退火时效。
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