爪式真空泵转子表面处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种爪式真空泵转子表面处理工艺，涉及真空泵转子表面处理技术领域。该表面处理工艺，具体包括：预处理，对基体进行调质处理，接着用砂纸进行粗磨到精磨处理；超声冲击纳米化处理，利用毫克能超声波处理技术，对基体表面进行纳米化处理；双阴极等离子溅射沉积制备涂层，炉腔清洗及工件的安装，将靶材与基体固定；炉腔内抽真空，工件清洗，沉积涂层。本发明专利技术表面处理工艺处理后的基体材料，具有优异的耐腐蚀性能和抗磨损性能，且疲劳性能良好，具有较长的使用寿命。具有较长的使用寿命。具有较长的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
爪式真空泵转子表面处理工艺


[0001]本专利技术属于真空泵转子表面处理
，具体涉及爪式真空泵转子表面处理工艺。

技术介绍

[0002]真空行业是国民工业
的一个重要基础环节，备受国内外科研机构的高度重视，其广泛应用于国防科工、钢铁行业、镀膜、微电子信息、半导体、生物医药、化工、食品、环保等行业。真空设备的综合性能关系到国家整体高新技术装备的生产能力、研发能力，近些年国家资源结构的重新整合对清洁、无污染、人工智能提出更高的要求，真空泵设备向着高品质高效率、高自动化的方向发展成为了必然趋势。
[0003]爪式真空泵因其天然的优势，在国外的微电子生产领域、IT研发领域、医药、特种精密加工等领域成为首选的真空设备。一般的真空系统，因转子高速旋转引起的机械磨损、污染性气体返流等技术性问题，长时间运行便导致真空泵性能的严重降低，使其无法满足耐腐蚀、稳抽速及对被抽环境环保更清洁的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种爪式真空泵转子表面处理工艺，该表面处理工艺可有效提升转子表面的抗磨损性能和耐腐蚀性能，提升其疲劳性能，具有较长的使用寿命和较高的使用效率。
[0005]本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：
[0006]一种爪式真空泵转子表面处理工艺用靶材的制备方法，包括：
[0007]将Ta粉、Si粉、Cr粉和Bi粉均匀混合，倒入无水乙醇，球磨、烘干；接着采用冷等静压技术得到沉积靶材；
[0008]其中，上述Ta粉、Si粉、Cr粉和Bi粉物质的量比为2：7：0.7～0.8：0.3～0.6。TaSi2作为一种极具潜力的新型结构材料，具有良好的综合性能，熔点高、良好的力学性能、较高的热稳定性和抗氧化性，但其晶体中包含大量Si-Si共价键导致其具有较高室温脆性。利用Cr和Bi合金化，代替TaSi2中的硅元素，可以提高材料的塑性变形能力；涂覆在不锈钢等基体表面形成涂层，可提升其耐腐蚀性能和抗磨损性能。
[0009]优选地，冷等静压技术具体操作为：600～630MPa的压力下压制，氩气气氛中进行烧结，1000℃下保温3～4h。
[0010]一种爪式真空泵转子表面处理工艺，包括：
[0011]S1：预处理，对基体进行调质处理，接着用砂纸进行粗磨到精磨处理；
[0012]S2：超声冲击纳米化处理，利用毫克能超声波处理技术，对基体表面进行纳米化处理；
[0013]S3：双阴极等离子溅射沉积制备涂层，炉腔清洗及工件的安装，将上述靶材与基体固定；炉腔内抽真空，工件清洗，沉积涂层。超声冲击纳米化处理基体表面，可以提高材料的
表层硬度、表面残余压应力、耐磨性，但其机械化处理方式，基体表面重塑过程中不可避免产生冲击痕迹好轻微的塑性堆积，使得材料的疲劳强度、耐腐蚀性能不能获得更好的效果。在超声冲击纳米化处理基体表面涂覆一层Cr、Bi合金化的TaSi2纳米晶涂层，有效提高微观粒子相互结合的动力学过程，提高涂层与基体之间的结合强度，降低涂层剥落的风险；两者复合更好的提升基体材料的耐腐蚀性和抗磨损性，延长基体的使用寿命。
[0014]优选地，步骤S1中调质工艺为淬火温度840～860℃油冷，回火温度560～570℃空冷。
[0015]优选地，步骤S2中超声冲击纳米化处理具体实验参数设置：步距0.15～0.16mm，走刀3400～3500mm/min，工作气压0.1～0.2MPa，供电电压220～228V。
[0016]优选地，步骤S3中靶材与基体之间的间距定位8～10mm。
[0017]优选地，步骤S3中涂层沉积实验参数设置：气压调至33～35Pa，工件极电压调至-275～-300V，源极电压调至-700～-750V；温度为790～800℃，保温3～4h。
[0018]优选地，步骤S3中沉积涂层厚度为10～15μm。
[0019]优选地，步骤S2中超声冲击纳米化处理后，进行高能粒子注渗处理，注渗元素为Ir、Nd，两者物质的量比为1：0.73～0.93。利用高能粒子注渗合金化技术，向基体材料中注入Ir和Nd元素，可减小超声冲击对基体表面材料的损伤，改善基体材料的疲劳性能，且可提升其与涂层之间的结合力。
[0020]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0021]利用Cr和Bi合金化TaSi2得到的材料具有优异的塑性变形能力，可有效提升其耐腐蚀性能和抗磨损性能。超声冲击纳米化处理基体表面后，再涂覆一层Cr、Bi合金化的TaSi2纳米晶涂层，可提高涂层与基体之间的结合强度，降低涂层剥落的风险；两者复合更好的提升基体材料的耐腐蚀性和抗磨损性，延长基体的使用寿命。除此之外，利用高能粒子注渗合金化技术，向基体材料中注入Ir和Nd元素，可有效改善基体材料的疲劳性能，且提升其与涂层之间的结合力。
[0022]因此，本专利技术提供了一种爪式真空泵转子表面处理工艺，该表面处理工艺可有效提升转子表面的抗磨损性能和耐腐蚀性能，提升其疲劳性能，具有较长的使用寿命和较高的使用效率。
附图说明
[0023]图1为本专利技术试验例1中XRD测试结果示意图；
[0024]图2为本专利技术试验例1中硬度和弹性模量测试结果对比示意图；
[0025]图3为本专利技术试验例1中塑性变形能力测试结果对比示意图；
[0026]图4为本专利技术试验例1中结合力测试结果对比示意图；
[0027]图5为本专利技术试验例1中磨损性能测试结果对比示意图；
[0028]图6为本专利技术试验例2中气体腐蚀性能测试结果对比示意图；
[0029]图7为本专利技术试验例3中疲劳性能测试结果对比示意图。
具体实施方式
[0030]以下结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述：
[0031]本专利技术实施例所用Ta粉、Si粉、Cr粉、Bi粉均由北京利承欣创有限公司生产，规格为：Ta粉(≥99.9％，-200mesh)、Si粉(≥99.9％，-200mesh)、Cr粉(≥99.9％，-200mesh)、Bi粉(≥99.9％，-200mesh)。
[0032]本专利技术实施例采用40Cr钢作为实验基材，其化学成分如表1所示。
[0033]表1 40Cr钢化学成分表(w/％)
[0034]CSiMnCrSPNiCu0.37～0.150.17～0.370.5～0.80.8～1.1≤0.03≤0.03≤0.25≤0.03
[0035]实施例1：
[0036]靶材的制备：
[0037]将Ta粉、Si粉、Cr粉和Bi粉按照物质的量比为2：7：0.7：0.3的量放入球磨罐进行均匀混合，倒入无水乙醇；然后用行星式球磨机在300r/min的转速下球磨10h。然后倒入干净的容器中放进烘箱中烘干。接着采用冷等静压技术，用600MPa的压力将混合均匀的粉末压制成靶材，在氩气气氛中进行烧结，当炉腔内温度上升到1000℃时，保温3h，得到沉积靶材。
[0038]一种爪本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种爪式真空泵转子表面处理工艺用靶材的制备方法，包括：将Ta粉、Si粉、Cr粉和Bi粉均匀混合，倒入无水乙醇，球磨、烘干；接着采用冷等静压技术得到沉积靶材；其中，所述Ta粉、Si粉、Cr粉和Bi粉物质的量比为2：7：0.7～0.8：0.3～0.6。2.根据权利要求1所述的一种爪式真空泵转子表面处理工艺用靶材的制备方法，其特征在于：所述冷等静压技术具体操作为：600～630MPa的压力下压制，氩气气氛中进行烧结，1000℃下保温3～4h。3.一种爪式真空泵转子表面处理工艺，包括：S1：预处理，对基体进行调质处理，接着用砂纸进行粗磨到精磨处理；S2：超声冲击纳米化处理，利用毫克能超声波处理技术，对基体表面进行纳米化处理；S3：双阴极等离子溅射沉积制备涂层，炉腔清洗及工件的安装，将权利要求1所述的靶材与基体固定；炉腔内抽真空，工件清洗，沉积涂层。4.根据权利要求3所述的一种爪式真空泵转子表面处理工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：许瀚程，张会霞，许同柱，邹昶方，
申请(专利权)人：连云港恒顺工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：