[发明专利]抗菌医用不锈钢

说明书

技术领域

本发明涉及合金材料技术领域，具体涉及一种抗菌医用不锈钢。

背景技术

不锈钢因具有优异的强韧性及抗弯曲疲劳强度、良好的加工性能、成本低廉等优势，广泛应用于人工关节(骻、膝、肩、踝、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(髓内钉、钢板、螺钉等)、脊柱矫形内固定系统等骨科植入物产品，以及口腔正畸产品(托槽、带环、矫治弓丝、支抗用种植体)和心血管支架等介入治疗器械产品等医疗器械。316L、317L、304等是医用不锈钢中的典型代表。

然而，作为常见的术后并发症，有关医用不锈钢等医疗器械引发的细菌感染已经成为21世纪医学领域内亟待解决的重要问题之一。据统计，美国骨科植入物相关感染的年发病率达到4.3％左右。根据世界卫生组织(WHO)颁布的《院内感染防治实用手册》中的有关数据，每天全世界有超过1400万人在遭受院内感染的痛苦，其中60％的细菌感染与使用的医疗器械有关。骨科等术后感染会直接造成患者伤口经久不愈，经常会导致手术失败，甚至导致慢性骨髓炎等并发症，不仅给患者带来了巨大的身心痛苦和沉重的经济负担，也会对医院和社会等造成不同程度的负面影响。因此，研究开发自身具有细菌抗感染功能的新型医用材料，以消除或减少相关医疗器械引发的细菌感染性疾病具有重要的社会经济意义。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种成本定的抗菌医用不锈钢，本发明具有耐腐蚀的特点。

解决上述技术问题的技术方案如下：

抗菌医用不锈钢，按重量百分比计，该抗菌医用不锈钢的化学成分为：C:0.06—0.08、Mn：6—10、Cr:18—22、Ti、0.5—1，Mo：0.5—1，N：0.3—0.5，Cu：3—5，P＜0.03，S＜0.03，余量为杂质和铁；在不锈钢的表面覆盖有TiO₂薄膜。

优选地，抗菌医用不锈钢的化学成分中，C:0.07—0.08、Mn：7—9、Cr:19—21、Ti、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，余量为杂质和铁。

优选地，抗菌医用不锈钢的化学成分中，C:0.075、Mn：8、Cr:20、Ti、0.7，Mo：0.5—1，N：0.45，Cu：4，P:0.25、S：0.02，余量为杂质和铁。

抗菌医用不锈钢的制备方法，包括如下热处理步骤：

步骤1，将铁以及C:0.06—0.08、Mn：6—10、Cr:18—22、Ti、0.5—1，Mo：0.5—1，Cu：3—5，P＜0.03，S＜0.03；完全熔融为钢水后，向钢水中吹入氮气；

步骤2，步骤1的钢水在1000—1100℃保温1—1.5h，使不锈钢中的铜充分溶解，然后冷却至室温，使不锈钢中的铜处于过饱和状态；重新加热前述不锈钢至600—800℃并保温2—5小时，使过饱和的铜从不锈钢中析出足够量的富铜相，富铜相在不锈钢基体中均匀和弥散分布，然后冷却至室温；

步骤3，将步骤2的不锈钢取出后进行淬火处理；

步骤4，经步骤3处理的不锈钢再经两次回火处理，随空冷后取出不锈钢；

步骤5，将TiO₂以磁控溅射的形式溅射到不锈钢的表面，形成TiO₂薄膜。

优选地，淬火是将不锈钢工件加热至1000—1050℃后喷淋乳化液，该过程持续处理0.8—1小时。

优选地，所述两次回火中的第一次回火是将不锈钢工件加热至620—650℃，并保温4至5小时，第二次回火是将不锈钢工件加热至600—620℃，并保温4至5小时。

采用了上述方案，本发明在不锈钢中添加了铜元素，获得了具有广谱抗菌功能的医用不锈钢新材料，本发明由于采用纳米TiO₂薄膜包覆在不锈钢的表面，由于TiO₂薄膜具有良好的亲水性，在遇水时可以自动进行清洁，因此，通过TiO₂薄膜可防止环境中的灰尘对不锈钢材料的腐蚀或破坏。从而，通过铜与TiO₂薄膜的作用，很好地对不锈钢进行了保护。另外，本发明的不锈钢中不含镍、钴等贵重元素,价格便宜。不锈钢中铬含量增加与不会出现局部贫铬的情况。

具体实施方式

实施例1：