干式真空泵及制造方法技术

一种干式真空泵，具有定子(2)和容纳在定子(2)的至少一个压缩室(3)中的两个转子(5)，这些转子(5)构造成沿相反方向同步旋转，以便驱动要在真空泵的进气口和排气口之间泵送的气体。转子(5)和定子(2)的压缩室(3)涂覆有含磷9％

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干式真空泵及制造方法


[0001]本专利技术涉及一种干式真空泵，例如“罗茨”或“爪”型真空泵，或者螺旋或螺杆型或基于另一类似原理的真空泵。本专利技术还涉及一种用于制造这种真空泵的方法。

技术介绍

[0002]干式真空泵可用于排出腐蚀性气体或特别具有侵犯性的颗粒，例如卤化气体或磨蚀颗粒，其主要来源于某些制造方法的反应副产物。腐蚀层可能会在真空泵的部件的表面处形成，并且这可能会减小转子与定子之间的功能性间隙并改变真空泵的性能。
[0003]类型的镍涂层或聚合物涂层通常用于保护铸铁免受腐蚀。
[0004]然而，这些解决方案并不真正令人满意。具体而言，这些涂层的固有延展性意味着，在发生最轻微的冲击或接触时，涂层会发生塑性变形，从而在部件之间产生类似于凸起的材料积聚，这可能会带来泵卡死的风险。
[0005]这种涂层的另一个缺陷是，虽然它提高了铸铁对于腐蚀性气体的耐受性，但它不一定能保护真空泵免受磨损。
[0006]另一种解决方案包括降低真空泵的温度以便降低所泵送气体的温度，从而减轻腐蚀动力学的热活化。然而，降低气体的温度会促进它们的冷凝或固化，尤其是前体、载气或其它反应副产物的冷凝或固化。则沉积物的形成可能会增加，尤其是聚合物、金属或氧化物类型的沉积物的形成，这也可能带来真空泵卡死的风险。
[0007]使用镍抗蚀剂类型的富镍铸铁也是已知的。这些铸铁的优点是比传统铸铁更耐腐蚀和抗氧化。然而，这种材料可能不容易替代传统铸铁以生产真空泵部件，因为它难以机加工并且成本非常高。
专利技术内容
[0008]本专利技术的一个目的是至少部分地克服上述缺陷，这特别是通过提出一种真空泵来实现，该真空泵能抵御腐蚀性气体和磨蚀性粉末，并且不过分昂贵。
[0009]为此，本专利技术的一个主题是一种干式真空泵，其具有定子和容纳在定子的至少一个压缩室中的两个转子，这些转子构造成沿相反方向同步旋转，以驱动在真空泵的进气口和排气口之间泵送的气体，其特征在于，转子和定子的压缩室涂覆有含磷9％至14％之间且厚度大于20μm的镍
‑
磷涂层，该镍
‑
磷涂层已经经过硬化热处理，该硬化热处理包括在1小时以上的处理持续时间内的加热至250℃以上的处理温度的步骤，以便具有大于700H
V
的硬度。
[0010]该硬化热处理这样进行，即，使得镍
‑
磷涂层的化合物沉淀和结晶以便提高其硬度。由于在涂层的微观结构中产生微裂纹，通过热处理使涂层硬化使得涂层更脆。在转子与定子之间或在转子之间发生机械接触的情况下，涂层会剥落并以灰尘的形式分散。它不像现有技术的涂层那样变形为凸起，而是以细小颗粒的形式剥落。这些颗粒可以通过泵送很容易地被逐渐排出，而不会阻止真空泵继续旋转。因此可以避免卡死。
[0011]此外，镍
‑
磷涂层使得可以避免在真空泵中形成腐蚀层。因此，用于使涂层硬化的热处理可以提高真空泵对于腐蚀性气体和磨损的耐受性。
[0012]它还可以提高真空泵的定子主体的调节温度，以避免反应副产物的冷凝
‑
固化，并因此避免形成可能导致真空泵卡死的可冷凝实体的沉积物。
[0013]所述干式真空泵还可以具有下文描述的一个或多个特征，这些特征被单独考虑或组合考虑。
[0014]处理持续时间例如在8小时以上。8小时以上的处理持续时间可使涂层的微观结构变得均匀。这种处理持续时间还可以限制涂层中的内部应力，从而使其更坚韧。另外，8小时以上的处理持续时间允许在沉积涂层的阶段期间被捕获在涂层中的氢气可以排出。
[0015]处理持续时间例如在15小时以下。15小时以上的处理持续时间存在无法获得所需的硬化品质的风险。
[0016]硬度可以在800H
V
与1000H
V
之间。
[0017]处理温度可以低于350℃。
[0018]镍
‑
磷涂层可含磷10％至13％。
[0019]镍
‑
磷涂层的厚度例如小于或等于60μm，例如25μm+/
‑
5μm。
[0020]真空泵具有例如至少两个泵级，每个泵级均限定压缩室，连续的泵级的压缩室通过设置在定子主体中的至少一个级间通道串联连接，该级间通道也设置有镍
‑
磷涂层。
[0021]更具体而言，镍
‑
磷涂层覆盖了例如真空泵的所有可能与待泵送的气体接触的壁。
[0022]定子主体和转子主体例如由铸铁或钢制成。
[0023]真空泵可以构造成以40Hz以上的频率旋转。
[0024]本专利技术的另一主题是一种用于制造干式真空泵的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0025]‑
在定子的内壁和转子的壁上沉积含磷9％至14％且厚度大于20μm的镍
‑
磷涂层，以及
[0026]‑
通过在1小时以上的处理持续时间内的加热至250℃以上的处理温度的步骤，对定子和转子的镍
‑
磷涂层进行热处理，以使该涂层的硬度大于700H
V
，例如在800H
V
与1000H
V
之间。
[0027]该制造方法可以具有单独或组合考虑的下文描述的一个或多个特征。
[0028]处理持续时间例如在8小时以上和/或15小时以下。
[0029]硬化热处理可以包括至少一个升温步骤，在此期间温度设定点以1℃/min与3℃/min之间的升温速率从环境温度升高至处理温度。这些升温速率允许在以下两者之间获得可接受的折衷：即，对于工业过程而言相对较短的处理持续时间，以及足够慢以避免在位于镍
‑
磷涂层与定子的壁之间的界面处或在位于镍
‑
磷涂层与转子的壁之间的界面处产生过度猛烈的力的速率。特别地，热膨胀系数略有不同。
[0030]例如，利用使定子主体和转子主体浸入的技术，将镍
‑
磷涂层沉积在定子的内壁和转子的壁上。
附图说明
[0031]从以下参考附图通过示例而非限制的方式给出的描述中，本专利技术的其它特征和优
点将变得显而易见，在附图中：
[0032][图1]图1示出了干式真空泵的元件的示意图，其中仅示出了第一泵级的定子的四分之三。
[0033][图2]图2示出了图1中的真空泵的一个泵级的示意性截面图。
[0034][图3]图3是示出了硬化热处理的温度设定点曲线的一个示例的图表，其中，Y轴上的温度(以℃为单位)根据X轴上的时间(以小时为单位)而变化。
[0035][图4a]图4a示出了已经过硬化热处理的镍
‑
磷涂层的扫描显微照片。
[0036][图4b]图4b是图4a中的细节的放大照片。
[0037][图5a]图5a示出了现有技术的涂层样品，其中已经形成了沟槽。
[0038][图5b]图5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种干式真空泵(1)，具有定子(2)和容纳在所述定子(2)的至少一个压缩室(3)中的两个转子(5)，所述转子(5)构造成沿相反方向同步旋转，以便驱动要在所述真空泵(1)的进气口(4)和排气口之间泵送的气体，其特征在于，所述转子(5)和所述定子(2)的压缩室(3)涂覆有含磷9％
‑
14％且厚度(e)大于20μm的镍
‑
磷涂层(11)，该镍
‑
磷涂层(11)已经经过硬化热处理，该硬化热处理包括在1小时以上的处理持续时间(D)上的加热到250℃以上的处理温度(T)的步骤(102)，以便具有大于700H
V
的硬度。2.根据前一项权利要求所述的真空泵(1)，其特征在于，所述处理持续时间(D)在8小时以上。3.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述处理持续时间(D)在15小时以下。4.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述硬度在800H
V
与1000H
V
之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述处理温度(T)低于350℃。6.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述镍
‑
磷涂层(11)含磷10％至13％。7.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述镍
‑
磷涂层(11)的厚度(e)小于或等于60μm，例如25μm+/
‑
5μm。8.根据前述权利要求中任一项所述的真空泵(1)，其特征在于，所述真空泵(1)具有至少两个泵级(1a
‑
1e)，每个泵级限定一压缩室(3)，连续的泵级(1a
‑
1e)的压缩室(3)通过设置在所述定子(2)的主体(9)中的至少一个级间通道(8)串联连接，所述级间通道(8)也设置有镍
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：普发真空公司，
类型：发明
国别省市：