專利名稱：：一種雙相不銹鋼的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種雙相不銹鋼，特別是一種具有防偽及抗菌性能的造幣用雙相不銹鋼。
背景技術：
：隨著社會的不斷發展、進步，金屬硬幣作為紙幣的補充以代替低面值紙幣，即輔幣硬幣化，是一種國際趨勢。低面值紙幣高頻流通，至少存在以下幾方面的缺點①易損易爛，流通壽命短；②易臟，可能攜帶細菌、病毒；(D點鈔成本巨大(如公交公司零鈔業務)；④阻礙自動收幣業務的發展(如無人售票車、自動售貨機、投幣電話、娛樂設施等)。硬幣克服了以上紙幣的缺點，理應受到發達文明社會的歡迎與推廣。隨著人們的生活水平和審美觀念的提高，對造幣鋼的性能提出了更高的要求，造幣用不銹鋼應運而生。不銹鋼以其較低的成本、防腐耐磨能力、良好的加工性能和表面光澤，越來越被各國人們所認同和喜愛。在許多國家和地區早已采用不銹鋼作為制造硬幣的材質，經常使用的不銹鋼中有430鐵素體不銹鋼和304奧氏體不銹鋼。不銹鋼的種類很多，大都表面光澤、顏色白亮，很難相互區別，但在其它物理特性方面有較大的差異，其中磁性能的特征較為明顯，并且容易檢測、識別。雙相不銹鋼由鐵素體和奧氏體兩相組織組成，隨著鐵素體含量的改變，材料的磁性能也隨之變化，并且十分明顯。這樣就可與其它種類的不銹鋼區分，防偽造性強，在自動收幣機上安全性也強。總之，目前的造幣用不銹鋼，其防偽能力不強。因此開發新型的防偽性強、并具有抗菌性能的造幣用雙相不銹鋼已成為一種趨勢，必將得到人們和市場的廣泛認同和喜愛。通過檢索雙相不銹鋼的相關文獻，未檢索到涉及錢幣用雙相不銹鋼技術。現有雙相不銹鋼大都是通過合金元素的種類及含量的變化來形成不同的鋼種，很少明確指出控制Cr當量與Ni當量之比，即使有也大都是將O當量與Ni當量之比控制在小于3.0，如公開號CN1155908，其發明的雙相不銹鋼指出要控制Cr當量與Ni當量之比在2.23.0之間。有些技術中提到控制鐵素體的含量，但大都將鐵素體含量控制在4065%之間，如公開號CN1571862。這樣，就可以通過鐵素體的含量總結出現有技術的雙相不銹鋼的飽和磁感應強度，其范圍在0.40.7T之間。而鐵素體不銹鋼和碳鋼的飽和磁感應強度一般都大于l.2T，奧氏體不銹鋼磁性較弱，一般在0.4T以下。此外，用于造幣材料要求硬度低、塑性好，一般應滿足HV硬度《220;延伸率>20%，而現有的雙相不銹鋼合金的成分高，尤其是C、N較高，合金強度也高，一般HV硬度〉220。而且造幣用不銹鋼均不具有抗菌性能。
發明內容本發明的目的是提供一種雙相不銹鋼，它在滿足造幣性能的基礎上且具有防偽和抗菌性能。實現本發明目的的具體技術方案是一種雙相不銹鋼，其組分重量百分比(wt%)為C+N《0.12%;Si《l.0%;Mn《6.0%;P《0.04%;S《0.01%;Ni3.07.0%;Cr20.028.0%;Mo02.0%;W02.0%;Ag—Cu二元中間合金0,101.0%，其余為Fe和不可避免的雜質；其中Cr當量與Ni當量之比(Creq/Nieq)為3.03.8，并且Creq和Nieq按下式確定Creq=%Cr+%Mo+l.5X%Si+0.73X%W;Nieq=%Ni+30X(%C+%N)+0.5X%Mn+0.3XD%Cu。所述不銹鋼的形式是板材。所述板材在950115(TC退火后鐵素體體積百分含量為6585%。所述板材室溫飽和磁感應強度為0.71.0T。本發明組分的說明碳、氮是強奧氏體形成元素，但不易過多，較多時會使鋼的強度過高，加大硬幣沖壓模具的磨損量，增加造幣成本，C+N《0.12%。硅主要考慮到造幣鋼需要較低的硬度，硅超過1.0%時會使鋼的硬度增加較大。錳考慮到錳起到穩定奧氏體和改善鋼的熱塑性的作用，還可節約高價鎳，以降低成本，應多添加，但超過6.0%時會促進o等有害相形成，還會降低耐蝕性，控制在6.0%以下。磷、硫出于雙相不銹鋼的熱塑性較差的原因，這磷、硫元素要低些，控制P《0.04X、S《0.01%。鉻改善鋼耐蝕性的重要元素，大于20%，一方面是造幣鋼耐蝕性的使用要求，另一方面是保證合金元素的總量，以使奧氏體相具有一定的室溫形變穩定性。但超過28%時會使金屬間化合物析出速度加快，控制在2028。X。鎳作為強烈地形成和擴大奧氏體區的元素，要根據其它元素的多少及成形工藝和熱處理工藝來確定添加量，達到控制造幣鋼中奧氏體含量的目的。鎳小于3.0%時不易保證奧氏體的含量，但鎳的價格較高，控制在7.0%以下。鉬、鴇添加適量的鉬和鴇可改善合金耐蝕性，但不宜多加，當鉬和鎢超過2.0%時會加大金屬間化合物的形成，還會增加強度及成本，控制在02.0%。Ag—Cu合金銀和銅都具有抗菌性，Ag—Cu合金小于O.1%時抗菌性不理想，隨著其含量的增加鋼的抗菌性逐漸提高。銅還可提高耐蝕性、耐磨性及冷加工成形性，還可節約鎳，但由于雙相不銹鋼熱塑性較差，銅超過1.0%時，會降低熱塑性，且銀較多時也會對熱塑性產生不良影響，因此Ag—Cu合金應控制在1.0。/^以下。Ag—Cu合金中銀含量小于5.0%時，考慮到抗菌性需要，就要在不銹鋼冶煉時添加較多的Ag—Cu合金，這樣就加入了較多的銅，會使鋼的熱塑性下降。反之，Ag—Cu合金中銀含量大于50%時，Ag—Cu合金在雙相不銹鋼中的溶解度較低，又會影響鋼的抗菌性。本發明在滿足鐵素體體積百分含量6585%時，可得到該合金冷軋板退火態室溫飽和磁感應強度為0.71.0T。這樣就可以區別于其它不銹鋼材料，具有明顯而有效的防偽性。此外，在滿足鐵素體體積百分含量小于85%時，還可以使其具有較好的冷加工塑性，保證在壓花后硬幣圖案的飽滿度。同時在高溫下的奧氏體相含量很少，具有良好的熱加工性能，保證了熱軋成材率。本發明選用真空感應爐、電爐一A0D雙聯冶煉或電爐一A0D—V0D冶煉，模鑄或連鑄鋼坯，熱軋后于950115(TC固溶處理，酸洗除氧化皮、冷軋，950115(TC退火、酸洗、拋光表面。并且還包括以下工藝先將Ag和Cu兩種元素按比例經過熔煉制成中間合金，再把其當作一種配料加入到不銹鋼的原料中進行冶煉。由于這種中間合金在不銹鋼中的溶解度較大，借助于冶煉時熔液攪動，使抗菌元素均勻分布于鋼中，以使鋼具有了抗菌性能。本發明的有益效果熱加工性能優良、力學性能適于造幣要求、抗腐蝕性能優于現有造幣不銹鋼，且具有防偽和抗菌性能。圖1為對比例1冷軋板退火后金相照片圖2為對比例1冷軋板退火后磁化曲線圖3為本發明實施例3冷軋板退火后金相照片圖4為本發明實施例3冷軋板退火后磁化曲線圖l中深色為鐵素體相，淺色為奧氏體相，鐵素體體積百分含量約86%。圖3中深色為鐵素體相，淺色為奧氏體相，小白點為Ag—Cu合金，鐵素體體積百分含量約為65%。具體實施例方式實施例各實施例、對比例組分見表l。先將Ag和Cu兩種元素按比例經過熔煉制成中間合金，再把其當作一種配料加入到抗菌不銹鋼的原料中。再用真空感應爐、電爐一A0D冶煉或電爐一A0D一VOD冶煉不銹鋼，澆鑄鋼坯，經熱軋至4mm，約105(TC固溶+酸洗，冷軋至1.5mm，約1050。C退火，拋光。各實施例的Creq/Nieq值見表1。本發明的抗菌性能的評定方法是JISZ2801—2000《抗菌加工制品一抗菌性能試驗方法和抗菌效果》標準進行。并釆用不含Ag的不銹鋼作為對照樣品進行對比試驗。主要試驗程序如下1)試驗菌種(1)大腸桿菌(&c/e"'c力j'acoh'S頂B282)(2)金黃色葡萄球菌(5Y邵力j^ococc〃sawre〃sS頂B283)2)檢測方法(1)將試樣剪成50.0X50.0X1.5腿大小的尺寸，消毒滅菌(一式三份)。(2)在試樣上滴加若干毫升菌液，使菌落數維持在105。(3)將塑料薄膜覆蓋在試樣表面，然后放入無菌平皿內，于36士rc恒溫培養箱內培養24小時后，對活菌進行計數。(4)對照樣品，重復上述操作。3)抗菌率計算抗菌率二[(A-B)/A]X100%式中A—24小時對照樣品平均活菌數B_24小時抗菌樣品平均活菌數。對本發明1.5mm厚冷軋板進行了抗菌性能測試，結果見表2。可以看出，本發明的抗菌性能優良，達到了抗菌材料的要求。冷軋板退火態鐵素體體積百分含量與飽和磁感應強度見表2。對本發明的力學性能是否適于造幣的評價結果見表2。前面所述造幣用不銹鋼的力學性能應滿足HV硬度《220;延伸率>20%，從表1和表2對比可以看出，本發明的磁性能和力學性能均符合要求。對比例1的Creq/Nieq大于3.8，使鐵素體含量超過85%,不適合造幣用鋼。對比例2的成分C+N〉0.12%，導致硬度過大。對比例3、4和5為市場上常見的雙相不銹鋼及相關專利的雙相不銹鋼，從2表中可以看出本發明的磁性能明顯區別于現有的雙相不銹鋼，且現有雙相不銹鋼的硬度過高。按照不銹鋼三氯化鐵點腐蝕試驗方法(國家標準GB/T17897-1999)對本發明實施例進行耐腐蝕性能測試，檢測結果見表3。檢測結果顯示本發明均優于430L不銹鋼(l角硬幣)，達到了造幣用不銹鋼耐蝕性的使用要求。本發明推廣的可行性及前景現有造幣鋼的材料防偽性能不強，影響硬幣發行，而高面值硬幣更需要較強的材料防偽性能，且還需抗菌性能。隨著我國經濟的增長，自動收幣業務(如無人售票車、自動售貨機、投幣電話、娛樂設施等)的發展不斷加快，對硬幣的防偽和抗菌性能要求越來越高。本發明的應用前景廣闊，可推廣到金屬錢幣、紀念用幣領域。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>權利要求1、一種雙相不銹鋼，其特征在于該不銹鋼組分重量百分比為C+N≤0.12％；Si≤1.0％；Mn≤6.0％；P≤0.04％；S≤0.01％；Ni3.0～7.0％；Cr20.0～28.0％；Mo0～2.0％；W0～2.0％；Ag-Cu二元中間合金0.10～1.0％；其余為Fe和不可避免的雜質；其中Cr當量與Ni當量之比(Creq/Nieq)為3.0～3.8，且Creq和Nieq按下式確定Creq＝％Cr+％Mo+1.5×％Si+0.73×％W；Nieq＝％Ni+30×(％C+％N)+0.5×％Mn+0.3×％Cu。2、根據權利要求1所述的雙相不銹鋼，其特征在于所述Ag—Cu中間合金的重量百分比組成為Ag5.050%，其余為Cu。3、根據權利要求1所述的雙相不銹鋼，其特征在于所述不銹鋼的形式是板材。4、根據權利要求3所述的雙相不銹鋼，其特征在于所述板材在950115(TC退火后鐵素體體積百分含量為6585%。5、根據權利要求3所述的雙相不銹鋼，其特征在于所述板材室溫飽和磁感應強度為0.71.0T。全文摘要本發明公開了一種雙相不銹鋼，特別適于造幣用鋼，其化學組分重量百分比(wt％)為C+N≤0.12％；Si≤1.0％；Mn≤6.0％；P≤0.04％；S≤0.01％；Ni3.0～7.0％；Cr20.0～28.0％；Mo0～2.0％；W0～2.0％；Ag-Cu二元中間合金0.10～1.0％，其余為Fe和不可避免的雜質，其中Cr當量與Ni當量之比(Creq/Nieq)為3.0～3.8。本發明在冷軋退火態鐵素體體積百分含量為65～85％，其飽和磁感應強度為0.7～1.0T。本發明熱成形性好、硬度低、塑性好，抗腐蝕性能優于現有造幣不銹鋼，而且具有防偽和抗菌性能。文檔編號C21D1/26GK101294262SQ20081003491公開日2008年10月29日申請日期2008年3月21日優先權日2008年3月21日發明者宋金華,健崔,勃張,磊楊,剛林,江來珠,沈繼程申請人:中國印鈔造幣總公司