[发明专利]一种含铜不锈钢及其表面改性的方法

说明书

本发明属于金属材料表面改性技术领域，具体为一种含铜不锈钢及其表面改性的方法，采用真空电子束扫描方式对含铜不锈钢表面进行连续扫描，含铜不锈钢的组织改善明显有效，含铜不锈钢保持了处理前的抗菌性，同时材料的表面性能（如硬度、表面粗糙度等）和耐腐蚀性得到了提高，所述含铜不锈钢的硬度≥155HV；表面粗糙度Ra≤2.5；大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别≥98%和≥97%；在0.9%的NaCl溶液中的自腐蚀电位为≤‑210mV，获得了综合性能优异的含铜不锈钢，有利于含铜不锈钢在医疗卫生和家庭卫生设备方面的大规模应用。

技术领域

本发明涉及金属材料表面改性技术领域，具体为一种含铜不锈钢及其表面改性的方法。

背景技术

铜元素是不锈钢中常见的合金元素，因其具有优异的耐腐蚀性能和抗菌性能，被广泛添加在各种合金材料中，用于增强材料的综合性能。含铜不锈钢通过向钢材中添加适量的铜元素，并经过时效处理析出富铜相，可以提高不锈钢的强度、耐腐蚀性、冷加工性。同时，钢中铜含量添加0.5%~4%时，经过特殊的热处理后(固溶和时效)，富铜相会弥散分布于其中，并通过点蚀释放于生理环境中，与细菌接触，起到持久的杀菌作用。因此，含铜不锈钢被广泛应用在生物医学和餐厨卫生等领域。随着社会经济水平的发展和人民生活水平的不断提高，人们对疾病传播原因的认识越来越深刻，在医疗卫生和家庭卫生设备市场上对具有抗菌性能的含铜不锈钢产品的需求越来越多。但如何在保证含铜不锈钢优异抗菌性能的情况下，有效提升含铜不锈钢材料的表面性能，是当下需要解决的实际问题。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种含铜不锈钢及其表面改性的方法。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种含铜不锈钢表面改性的方法，采用真空电子束扫描方式对含铜不锈钢表面进行连续扫描，所述扫描的参数为：加速电压为40-100kV，束流为6-10mA，扫描速度为200-300mm/min，扫描半径为0.8-1.5mm。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢表面改性的方法的优选方案，其中：所述扫描的参数为：加速电压为50-100kV，束流为6-9mA，扫描速度为200-280mm/min，扫描半径为0.8-1.3mm。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢表面改性的方法的优选方案，其中：所述扫描的参数为：加速电压为50-90kV，束流为7-9mA，扫描速度为220-280mm/min，扫描半径为0.8-1.2mm。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢表面改性的方法的优选方案，其中：进行连续扫描时的真空度＜10^-2Pa。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢表面改性的方法的优选方案，其中：进行连续扫描时的真空度＜10^-3Pa。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢表面改性的方法的优选方案，其中：对含铜不锈钢表面进行连续扫描之前先进行含铜不锈钢表面清洗。

为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：

一种含铜不锈钢，采用上述表面改性的方法制备得到。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢的优选方案，其中：所述含铜不锈钢的硬度≥155HV；表面粗糙度Ra≤2.5；大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别≥98%和≥97%；在0.9%的NaCl溶液中的自腐蚀电位为≤-210mV。

作为本发明所述的一种含铜不锈钢的优选方案，其中：所述含铜不锈钢的硬度≥160HV；表面粗糙度Ra≤2.0；大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别≥99%和≥99%；在0.9%的NaCl溶液中的自腐蚀电位为≤-200mV。

本发明的有益效果如下：