抗菌醫(yī)用不銹鋼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及合金材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌醫(yī)用不銹鋼。
【背景技術(shù)】
[0002]不銹鋼因具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性及抗彎曲疲勞強(qiáng)度、良好的加工性能、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)(鶻、膝、肩、踝、肘、腕、指關(guān)節(jié)等)、骨創(chuàng)傷產(chǎn)品(髓內(nèi)釘、鋼板、螺釘?shù)?、脊柱矯形內(nèi)固定系統(tǒng)等骨科植入物產(chǎn)品，以及口腔正畸產(chǎn)品(托槽、帶環(huán)、矯治弓絲、支抗用種植體)和心血管支架等介入治療器械產(chǎn)品等醫(yī)療器械。316L、317L、304等是醫(yī)用不銹鋼中的典型代表。
[0003]然而，作為常見(jiàn)的術(shù)后并發(fā)癥，有關(guān)醫(yī)用不銹鋼等醫(yī)療器械引發(fā)的細(xì)菌感染已經(jīng)成為21世紀(jì)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域內(nèi)亟待解決的重要問(wèn)題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)骨科植入物相關(guān)感染的年發(fā)病率達(dá)到4.3%左右。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)頒布的《院內(nèi)感染防治實(shí)用手冊(cè)》中的有關(guān)數(shù)據(jù)，每天全世界有超過(guò)1400萬(wàn)人在遭受院內(nèi)感染的痛苦，其中60%的細(xì)菌感染與使用的醫(yī)療器械有關(guān)。骨科等術(shù)后感染會(huì)直接造成患者傷口經(jīng)久不愈，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致手術(shù)失敗，甚至導(dǎo)致慢性骨髓炎等并發(fā)癥，不僅給患者帶來(lái)了巨大的身心痛苦和沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也會(huì)對(duì)醫(yī)院和社會(huì)等造成不同程度的負(fù)面影響。因此，研究開(kāi)發(fā)自身具有細(xì)菌抗感染功能的新型醫(yī)用材料，以消除或減少相關(guān)醫(yī)療器械引發(fā)的細(xì)菌感染性疾病具有重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種成本定的抗菌醫(yī)用不銹鋼，本發(fā)明具有耐腐蝕的特點(diǎn)。
[0005]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0006]抗菌醫(yī)用不銹鋼，按重量百分比計(jì)，該抗菌醫(yī)用不銹鋼的化學(xué)成分為:C:0.06—0.08, Mn:6 — 10、Cr:18 — 22、T1、0.5—1, Mo:0.5—1, N:0.3—0.5，Cu:3— 5，P < 0.03，S
< 0.03，余量為雜質(zhì)和鐵；在不銹鋼的表面覆蓋有Ti02薄膜。
[0007]優(yōu)選地，抗菌醫(yī)用不銹鋼的化學(xué)成分中，C:0.07—0.08,Μη:7— 9、Cr: 19一21、T1、0.6—0.8，Mo:0.6—0.8，N:0.4—0.5，Cu:3.5—4.5, P < 0.03，S < 0.03，余量為雜質(zhì)和鐵。
[0008]優(yōu)選地，抗菌醫(yī)用不銹鋼的化學(xué)成分中，C:0.075,Μη:8、Cr:20、T1、0.7, Mo:0.5—1，N:0.45，Cu:4, P:0.25、S:0.02，余量為雜質(zhì)和鐵。
[0009]抗菌醫(yī)用不銹鋼的制備方法，包括如下熱處理步驟:
[0010]步驟1，將鐵以及 C:0.06—0.08,Μη:6—10、Cr: 18—22、T1、0.5—1, Mo:0.5—1，Cu:3—5, P < 0.03，S < 0.03 ;完全熔融為鋼水后，向鋼水中吹入氮?dú)猓?br>[0011]步驟2，步驟1的鋼水在1000— 1100°C保溫1 一 1.5h，使不銹鋼中的銅充分溶解，然后冷卻至室溫，使不銹鋼中的銅處于過(guò)飽和狀態(tài)；重新加熱前述不銹鋼至600— 800°C并保溫2— 5小時(shí)，使過(guò)飽和的銅從不銹鋼中析出足夠量的富銅相，富銅相在不銹鋼基體中均勻和彌散分布，然后冷卻至室溫；
[0012]步驟3，將步驟2的不銹鋼取出后進(jìn)行淬火處理；
[0013]步驟4，經(jīng)步驟3處理的不銹鋼再經(jīng)兩次回火處理，隨空冷后取出不銹鋼；
[0014]步驟5，將Ti02以磁控濺射的形式濺射到不銹鋼的表面，形成Ti02薄膜。
[0015]優(yōu)選地，淬火是將不銹鋼工件加熱至1000— 1050°C后噴淋乳化液，該過(guò)程持續(xù)處理0.8—1小時(shí)。
[0016]優(yōu)選地，所述兩次回火中的第一次回火是將不銹鋼工件加熱至620— 650°C，并保溫4至5小時(shí)，第二次回火是將不銹鋼工件加熱至600— 620°C，并保溫4至5小時(shí)。
[0017]采用了上述方案，本發(fā)明在不銹鋼中添加了銅元素，獲得了具有廣譜抗菌功能的醫(yī)用不銹鋼新材料，本發(fā)明由于采用納米Ti02薄膜包覆在不銹鋼的表面，由于Ti02薄膜具有良好的親水性，在遇水時(shí)可以自動(dòng)進(jìn)行清潔，因此，通過(guò)Ti02薄膜可防止環(huán)境中的灰塵對(duì)不銹鋼材料的腐蝕或破壞。從而，通過(guò)銅與Ti02薄膜的作用，很好地對(duì)不銹鋼進(jìn)行了保護(hù)。另外，本發(fā)明的不銹鋼中不含鎳、鈷等貴重元素，價(jià)格便宜。不銹鋼中鉻含量增加與不會(huì)出現(xiàn)局部貧鉻的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0018]實(shí)施例1:
[0019]抗菌醫(yī)用不銹鋼，按重量百分比計(jì)，該抗菌醫(yī)用不銹鋼的化學(xué)成分為:C:0.06,Μη:6、Cr:18、T1、0.5，Mo:0.5，N:0.3，Cu:3, P:0.02，S:0.02，余量為雜質(zhì)和鐵;在不銹鋼的表面覆蓋有Ti02薄膜。
[0020]抗菌醫(yī)用不銹鋼的制備方法，其特征在于，包括如下熱處理步驟:
[0021]步驟1，將鐵以及 C:0.06,Μη:6、Cr: 18、T1、0.5,Mo:0.5，Cu:3,P:0.02，S:0.02 完全溶融為鋼水后，向鋼水中吹入氣氣；
[0022]步驟2，步驟1的鋼水在1000°C保溫1小時(shí)，使不銹鋼中的銅充分溶解，然后冷卻至室溫，使不銹鋼中的銅處于過(guò)飽和狀態(tài)；重新加熱前述不銹鋼至600°C并保溫2小時(shí)，使過(guò)飽和的銅從不銹鋼中析出足夠量的富銅相，富銅相在不銹鋼基體中均勻和彌散分布，然后冷卻至室溫；
[0023]步驟3，將步驟2的不銹鋼取出后進(jìn)行淬火處理；所淬火將不銹鋼工件加熱至1000°C后噴淋乳化液，該過(guò)程持續(xù)處理0.8小時(shí)。
[0024]步驟4，經(jīng)步驟3處理的不銹鋼再經(jīng)兩次回火處理，隨空冷后取出不銹鋼；兩次回火中的第一次回火是將不銹鋼工件加熱至620°C，并保溫4小時(shí)，第二次回火是將不銹鋼工件加熱至600°C，并保溫4小時(shí)。
[0025]步驟5，將Ti02以磁控濺射的形式濺射到不銹鋼的表面，形成Ti02薄膜。
[0026]實(shí)施例2:
[0027]抗菌醫(yī)用不銹鋼，按重量百分比計(jì)，該抗菌醫(yī)用不銹鋼的化學(xué)成分為:C:0.075、Μη:8、Cr:20、T1、0.7, Mo:0.5—1，N:0.45, Cu:4,P:0.25、S:0.02，余量為雜質(zhì)和鐵;在不銹鋼的表面覆蓋有Ti02薄膜。
[0028]抗菌醫(yī)用不銹鋼的制備方法，其特征在于，包括如下熱處理步驟:
[0029]步驟1，將鐵以及 C:0.075、Μη:8、Cr:20、T1、0