含银锌复合纳米粒子的抗菌双相不锈钢及其制备方法与流程

文档序号:14379512阅读:129来源:国知局
本发明涉及一种金属材料功能化改性技术,特别涉及一种含银锌复合纳米粒子的抗菌双相不锈钢及其制备方法,抗菌效果十分显著,且具有非常优异的强度和韧性,特别适用于一种玉米油、水、沉渣等介质的双相不锈钢大型分离机碟片。
背景技术
:目前国内淀粉分离机为喷嘴连续出料型碟式分离机,主要用于淀粉工业中的淀粉精制,预浓缩,蛋白分离及淀粉回收等,也可以用于食品,医药,染化,环保等部门的液固两相分离,浓缩回收和澄清等工艺过程,如高龄土,纸浆的回收,废水处理等。我国制造碟式淀粉分离机的时间较短,其主要技术有从国外同类产品消化吸收而来。目前我国制造的碟式淀粉分离机的转鼓组件由多个零件组成,内部结构复杂,不仅装配繁琐,而且进料系统容易堵塞,设备运行十天就必须停车清洗转鼓,无法实现三相分离,大大降低了设备工作效率。西方发达国家在固液分离领域研究较早,目前的技术也较为全面、完整,已有大量的商业应用的实例,但是这些公司的产品价格极为昂贵,设备维修又麻烦,费用也相对高昂。碟式淀粉分离机的大型化、智能化、多功能化、高速率高精度及性材料的应用是未来的发展趋势,而国内淀粉分离机的最新发展方向,必然是碟式淀粉分离机产品的更新换代。材料作为研究碟式淀粉分离机更新换代新产品的一个重要方面,受到许多研究者的关注,其中,最主要的是对不锈钢的研究。作为不锈钢中一个重要的分支,双相不锈钢被公认为是21世纪的主流不锈钢品种,考虑到将其用于一种分离玉米油、水、沉渣等介质的大型设备,防菌、抗菌性能显得尤为重要。如能赋予双相不锈钢优异的抗菌功能,并不失其使用强度,这对于促进不锈钢材料的发展和推动国内淀粉分离机为喷嘴连续出料型碟式分离机产品的发展具有重要的社会和经济价值。技术实现要素:本发明的目的是为了提供一种含银锌复合纳米粒子的抗菌双相不锈钢及其制备方法,基于传统双相不锈钢,通过加入银-锌复合纳米粒子,经特定的冶炼加工工序制造而成,抗菌效果十分显著,且具有非常优异的强度和韧性,特别适用于一种玉米油、水、沉渣等介质的双相不锈钢大型分离机碟片。本发明的技术方案为:一种含银锌复合纳米粒子的抗菌双相不锈钢及其制备方法,所述的抗菌双相不锈钢是基于传统双相不锈钢,通过加入银-锌复合纳米粒子,冶炼加工而成的,其化学成分按质量分数计包括:c≤0.03%,si≤0.5%,s≤0.005%,p≤0.005%,n≤0.02%,w:≤6%,mn:0.1-2%,cr:10-15%,ni:1.0-4.0%,mo:0.5-2.0%,ag-zn复合纳米粒子:0.5-3.5%,余量为fe及不可避免的杂质,其中ag纳米粒子占ag-zn复合纳米粒子总质量的5-80%。c是具有使奥氏体相稳定、提高强度的效果,并且在热处理的升温时使碳化物析出而得到微细组织的效果的元素,可以提高塑韧性。s、p控制其含量,可以有效防止耐蚀性和韧性降低。si形成致密氧化膜,可以提高双相不锈钢的稳定性。n改善晶间腐蚀。mn提高双相不锈钢在有机酸中的耐蚀性。w提高耐点腐蚀和间隙腐蚀性。mo形成致密氧化膜,可以防止cl-点蚀cr可以提高固溶体电极电位,形成致密的氧化膜,但是过量的cr会导致晶间腐蚀变大。因此要控制其含量。ni增加强度和塑韧性,防止穿晶型应力腐蚀。优选的,所述的制备方法包括:预处理—投料—冶炼—钢锭浇铸—热轧—固溶处理—冷却—抗菌双相不锈钢。优选的,所述的预处理过程包括脱脂、工业清洁剂清洗、水洗、干燥等工艺,尽量减少不必要的杂志。优选的,在进行所述的投料工艺前,须先将ag和zn两种元素的按质量占比进行熔炼,得到所需的ag-zn合金,然后再将得到的ag-zn合金与其它金属料依次投入真空感应电炉中进行冶炼。优选的,所述冶炼过程结束后,将液浆浇注成钢锭,控制温度在1000-1300℃下进行热轧处理,控制温度在960-1150℃下进行固溶强化处理,固溶强化时间控制在60-300秒,然后再将其冷却至室温,既得所述的抗菌双相不锈钢。优选的,该抗菌双相不锈钢具有优异的抗菌效果,其抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌率高达99.9%以上,同时,该抗菌双相不锈钢还具有非常优异的强度和韧性,特别适用于一种玉米油、水、沉渣等介质的双相不锈钢大型分离机碟片。具体实施方式为了更好地说明本发明,附实施例如下。需要强调的是,实施例并不意味着本发明的范围限制在实施例叙述的条件内,实施例的目的是进一步阐述本发明的内容及其可行性。一种含银锌复合纳米粒子的抗菌双相不锈钢及其制备方法,所述的抗菌双相不锈钢是基于传统双相不锈钢,通过加入银-锌复合纳米粒子,冶炼加工而成。在各实施例中,本发明所述的抗菌双相不锈钢的化学成分按质量分数计如表1所示。表1本发明所述抗菌双相不锈钢的化学成分(按重量百分比计)注:余量为fe及不可避免的杂质;(ag%)指的是ag纳米粒子占ag-zn复合纳米粒子的质量分数。在各实施例中,本发明所述的抗菌双相不锈钢的制造工艺如表2所示。表2本发明所述的抗菌双相不锈钢的制造工艺采用典型的覆膜法,参照日本抗菌协会jisz280检测标准,检测各实施例试样对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果,参照国家标准gb/t228-2010测试各实施例试样的抗拉性能,参照国家标准gb/t232-1999测试各实施例试样的抗弯性能,参照国家标准gb/t229-1994测试各实施例试样的抗冲击性能,各项性能测试结果如表3所示。表3本发明所述的抗菌双相不锈钢的各项性能测试结果实施例12345抗金黄色葡萄球菌(%)99.999.999.999.999.9抗大肠杆菌(%)99.999.999.999.999.9抗拉强度(mpa)850885872910835屈服强度(mpa)725750765780770弹性模量(mpa)55005350522056505400断裂伸长率(%)14.520.016.018.515.5弯曲强度(mpa)11601275128512501195冲击强度(j/cm2)5052605573从以上各实施例的性能测试结果可以看出,本发明所提供的抗菌双相不锈钢具有优异的抗菌效果,其抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌率均高达99.9%以上,同时,该抗菌双相不锈钢还具有非常优异的强度和韧性,特别适用于一种玉米油、水、沉渣等介质的双相不锈钢大型分离机碟片。当前第1页12
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