一種抗菌耐磨的不銹鋼刀具及其制備方法與流程

本發明涉及一種刀具，特別是涉及一種抗菌耐磨的不銹鋼刀具及其制備方法。

背景技術：

不銹鋼具有優良的性能，廣泛應用于日常生活的各個領域，如餐具、毛巾架、洗手池、電梯、欄桿扶手、門把手、餐廳推車、食品臺、貨柜、醫院的手術推車等。日常生活中，刀具是必不可少的。為了滿足防腐蝕的要求，刀具大量采用不銹鋼制造。現有市場上的不銹鋼刀具基本都是不銹鋼表面，存在如下問題：1)不銹鋼含有Cr、Cu等重金屬元素，在日常使用過程中容易出現重金屬溢出的現象，容易與粘性食物粘連，而且不易清洗，殘留痕跡；2)普通不銹鋼不具有抗菌功能，有害細菌易在不銹鋼制品上孳生，用于人類日常接觸的不銹鋼制品上，尤其是像容易造成細菌的接觸傳播，給人體健康帶來隱患。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明的目的是為了提供一種抗菌耐磨的不銹鋼刀具及其制備方法，它具有較高的抗菌性能、高耐磨性、高耐腐蝕性和高強度的特點。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種抗菌耐磨的不銹鋼刀具，包括刀柄和刀面，其特征在于：所述刀面包括不銹鋼基板；所述不銹鋼基板的外表面上采用真空鍍膜方法沉積有一層銀薄膜。

一種抗菌耐磨的不銹鋼刀具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)前處理：

1-1)去雜質：將洗凈的不銹鋼基板放入濃鹽酸中進行浸泡，浸泡時間為20分鐘；

1-2)拋光處理：去雜質后的不銹鋼基板放入拋光液中進行浸泡，對不銹鋼刀具的表面進行化學拋光處理，使得不銹鋼基板的表面形成一層鐵的氧化物；拋光液的溫度為75℃，浸泡時間為20s；拋光液為濃硝酸和水的混合液體，濃硝酸和水的體積比為10:90；

1-3)中和處理：將經過步驟1-2)處理后的不銹鋼基板放入堿性溶液中浸泡，對不銹鋼基板表面殘留的酸性溶液進行中和處理；

2)鍍膜：將經過步驟1)前處理后的不銹鋼基板放置于真空室內，采用真空鍍膜方法在不銹鋼基板表面上沉積一層銀薄膜；所述真空鍍膜方法，按以下步驟進行：

2-1)抽真空：啟動抽真空系統，控制真空室的真空度達到6×10^-3Pa；

2-2)不銹鋼基板預熱：開啟加熱器將真空室內的不銹鋼基板加熱至120℃，使得不銹鋼基板表面的金屬原子結構發生改變，使得金屬原子處于活躍狀態；

2-3)向真空室內通入惰性氣體，氣壓控制在1.6-1.8Pa；

2-4)在真空室內設置銀靶材，在銀靶材上施加600-800V的負電壓，使得銀靶材釋放出銀離子；

2-5)銀離子被釋放出的同時放出能量，發生輝光放電，產生等離子體；等離子體內的銀離子在電場的作用下向不銹鋼基板加速，與不銹鋼基板表面沖撞后，不銹鋼基板上的金屬離子被濺出來，使得等離子體內的銀離子替換掉不銹鋼基板上被濺出的金屬離子、并沉積于不銹鋼基板表面上，形成一層銀薄膜，得到具有銀薄膜的不銹鋼基板；

3)組裝：將具有銀薄膜的不銹鋼基板與刀柄進行組裝，最終得到不銹鋼刀具。

作為優選，所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.34-0.36％、N：0.20-0.25％、Si：1.0-1.2％、Mn：3.5-3.6％、Cr：20.0-21.0％、Cu：1.6-1.8％、Zn：0.5-0.6％、Ag：0.10-0.12％、Ni：9.0-10.0％、Mo：3.6-3.8％、Nb：1.2-1.4％、Ti：1.8-2.0％、余量為鐵及雜質。

作為優選，所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.35％、N：0.20％、Si：1.0％、Mn：3.6％、Cr：20.0％、Cu：1.6％、Zn：0.5％、Ag：0.10％、Ni：9.0％、Mo：3.6％、Nb：1.2％、Ti：1.8％、余量為鐵及雜質。

作為優選，所述不銹鋼基板的制備方法包括如下步驟：

a、按照配方配比準備好原料，將所有原料完全熔融為鋼水，冷卻至室溫；

b、將步驟a的不銹鋼取出后進行淬火處理；

c、經步驟b處理的不銹鋼再經兩次回火處理，隨空冷后取出不銹鋼，將不銹鋼按照預設形狀大小進行加工，得到不銹鋼基板。

作為優選，在步驟2-3)中，所述惰性氣體為氬、氪、氙中的任意一種。

作為優選，在步驟2-5)中，沉積時間為60-100分鐘,銀薄膜的厚度為90-120μm。

本發明的有益效果在于：

1、本發明先采用真空鍍膜方法在不銹鋼基板表面上形成一層銀薄膜，具體來說，是將金屬靶材或金屬膜料釋放出金屬離子替換掉不銹鋼基板上被濺出的金屬離子,而傳統鍍膜工藝僅僅是將金屬靶材或金屬膜料沉積于不銹鋼基板上。因此，本發明所述方法得到的銀薄膜均勻并且附著力好,增強了產品表面電鍍層的耐磨性，同時銀薄膜的存在，使得不銹鋼基板具有較高的抗菌性能、高耐磨性、高耐腐蝕性和高強度的特點。

2、本發明的不銹鋼基板的化學成分包括C、N、Si、Mn、Cr、Ni、Mo、Nb、Ti、Cu、Zn和Ag，余量為鐵和雜質，通過嚴格控制每種元素的含量，使材料具有較高的抗菌性能，24h對大腸桿菌的抗菌率高達99.9％以上，還具有較高的硬度、耐磨性、耐熱性和耐腐蝕性。

附圖說明

圖1是本發明實施例1所述的不銹鋼刀具的結構示意圖。

圖2是本發明實施例1所述的刀面的局部剖面圖。

其中，1、刀柄；2、刀面；21、不銹鋼基板；22、銀薄膜。

具體實施方式

下面，結合附圖以及具體實施方式，對本發明做進一步描述：

實施例1：

參照圖1-2，本實施例提供一種不銹鋼刀具，包括刀柄1和刀面2，所述刀面2包括不銹鋼基板21；所述不銹鋼基板21的外表面上采用真空鍍膜方法沉積有一層銀薄膜22。

一種不銹鋼刀具的制備方法，包括以下步驟：

1)前處理：

1-1)去雜質：將洗凈的不銹鋼基板放入濃鹽酸中進行浸泡，浸泡時間為20分鐘；

1-2)拋光處理：去雜質后的不銹鋼基板放入拋光液中進行浸泡，對不銹鋼刀具的表面進行化學拋光處理，使得不銹鋼基板的表面形成一層鐵的氧化物；拋光液的溫度為75℃，浸泡時間為20s；拋光液為濃硝酸和水的混合液體，濃硝酸和水的體積比為10:90；

1-3)中和處理：將經過步驟1-2)處理后的不銹鋼基板放入堿性溶液中浸泡，對不銹鋼基板表面殘留的酸性溶液進行中和處理；

2)鍍膜：將經過步驟1)前處理后的不銹鋼基板放置于真空室內，采用真空鍍膜方法在不銹鋼基板表面上沉積一層銀薄膜；所述真空鍍膜方法，按以下步驟進行：

2-1)抽真空：啟動抽真空系統，控制真空室的真空度達到6×10^-3Pa；

2-2)不銹鋼基板預熱：開啟加熱器將真空室內的不銹鋼基板加熱至120℃，使得不銹鋼基板表面的金屬原子結構發生改變，使得金屬原子處于活躍狀態；

2-3)向真空室內通入惰性氣體，氣壓控制在1.6-1.8Pa；所述惰性氣體為氬、氪、氙中的任意一種。

2-4)在真空室內設置銀靶材，在銀靶材上施加600-800V的負電壓，使得銀靶材釋放出銀離子；

2-5)銀離子被釋放出的同時放出能量，發生輝光放電，產生等離子體；等離子體內的銀離子在電場的作用下向不銹鋼基板加速，與不銹鋼基板表面沖撞后，不銹鋼基板上的金屬離子被濺出來，使得等離子體內的銀離子替換掉不銹鋼基板上被濺出的金屬離子、并沉積于不銹鋼基板表面上，形成一層銀薄膜；得到具有銀薄膜的不銹鋼基板；沉積時間為60-100分鐘,銀薄膜的厚度為90-120μm。

3)組裝：將具有銀薄膜的不銹鋼基板與刀柄進行組裝，最終得到不銹鋼刀具。

所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.35％、N：0.20％、Si：1.0％、Mn：3.6％、Cr：20.0％、Cu：1.6％、Zn：0.5％、Ag：0.10％、Ni：9.0％、Mo：3.6％、Nb：1.2％、Ti：1.8％、余量為鐵及雜質。

所述不銹鋼基板的制備方法包括如下步驟：

a、按照配方配比準備好原料，將所有原料完全熔融為鋼水，冷卻至室溫；

b、將步驟a的不銹鋼取出后進行淬火處理；

c、經步驟b處理的不銹鋼再經兩次回火處理，隨空冷后取出不銹鋼，將不銹鋼按照預設形狀大小進行加工，得到不銹鋼基板。

實施例2：

本實施例的特點是：所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.34％、N：0.20％、Si：1.0％、Mn：3.5％、Cr：20.0％、Cu：1.6％、Zn：0.5％、Ag：0.10％、Ni：9.0％、Mo：3.6％、Nb：1.2％、Ti：1.8％、余量為鐵及雜質。其它與實施例1相同。

實施例3：

本實施例的特點是：所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.35％、N：0.22％、Si：1.1％、Mn：3.55％、Cr：20.5％、Cu：1.7％、Zn：0.55％、Ag：0.11％、Ni：9.05％、Mo：3.7％、Nb：1.3％、Ti：1.9％、余量為鐵及雜質。其它與實施例1相同。

實施例4：

本實施例的特點是：所述不銹鋼基板的化學成分包括以下重量百分比的元素：C：0.36％、N：0.25％、Si：1.2％、Mn：3.6％、Cr：21.0％、Cu：1.8％、Zn：0.6％、Ag：0.12％、Ni：10.0％、Mo：3.8％、Nb：1.4％、Ti：2.0％、余量為鐵及雜質。其它與實施例1相同。

采用常規的檢測方法對本發明實施例1-4所制得的不銹鋼刀具進行檢測，具體檢測結果見表1。

表1

對于本領域的技術人員來說，可根據以上描述的技術方案以及構思，做出其它各種相應的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應該屬于本發明權利要求的保護范圍之內。