[发明专利]滚动轴承

说明书

技术领域

本发明涉及滚动轴承，特别涉及适于供清洗/化学抛光装置使用的滚动轴承，所述装置用于使滚动轴承与清洗和化学抛光用的腐蚀性氟化物化合物进行接触的环境中。

背景技术

一般地，例如在半导体制造设备中的晶片清洗和化学抛光步骤中，将腐蚀性氟化物化合物诸如氢氟酸用作清洗剂或表面处理剂。例如，在化学机械抛光(CMP)装置中，当在晶片上喷淋氢氟酸时通过旋转刷清洗并抛光晶片表面。

在这样一种清洗装置的传送单元和旋转刷中使用的或与其一起使用的滚动轴承由耐腐蚀材料制成。例如，采用由不锈钢制成的轴承环、滚动元件和保持器(日本专利公布2003-139147A)。

另一方面，在用于需要改善的耐热性的自动电子附属备件中，将氟润滑脂密封在用于这样附属备件滚动轴承中，并且采用由氟橡胶制成的接触密封用于密封内环和外环之间的间隙(日本专利公布2004-150477A)。

通过将全氟聚醚油与用于增稠的氟树脂颗粒形成的增稠剂例如聚四氟乙烯(以下PTFE)混合而制造以上提到的耐热氟润滑脂。

这样的氟润滑脂对于多种溶剂是稳定的。因而它们适于作为用在清洗装置中的滚动轴承的润滑脂。

但是如果将这样的氟润滑脂密封在常规滚动轴承中，所述滚动轴承具有由不锈钢制成的轴承环、滚动元件和保持器，则在那里作为基油混合的全氟聚醚(PFPE)与边界润滑状态中金属材料的不锈钢反应，以致在醚基的位置断开PFPE的主链并且产生具有酰基的氟化物(RF-COF)。所述氟化物是一种具有极高腐蚀性并作为分解催化剂作用在作为基油的PFPE上的路易斯酸，以致所述氟润滑脂将快速分解并流走，因而引起所述滚动轴承的金属磨损。

通过这类腐蚀机理，由不锈钢制成并具有密封在那里的氟润滑脂的滚动轴承趋向于在短时间内随着内部磨损的迅速进行而达到寿命终点。

同样，甚至由不锈钢制成并且不含有氟润滑脂的滚动轴承在使用条件下腐蚀并产生金属的磨损粉末，在所述使用条件下它们暴露于作为清洗或抛光试剂的氢氟酸。所述金属磨损粉末渗入到所述轴承的滚动部分，引起边界润滑和由此产生的异常轴承磨损。

本发明的目的是提供由一种不锈钢制成的滚动轴承，其在存在氢氟酸或氟润滑脂的高度腐蚀性使用条件下可以抑制由金属腐蚀粉末渗入到所述轴承滚动面和内部磨损迅速进行导致的边界润滑，并且它即使在金属腐蚀环境中也是高度耐磨的并具有长寿命。

发明内容

根据本发明，提供了一种包含全部由不锈钢制成的轴承环、滚动元件和保持器的滚动轴承，一种密封在所述滚动轴承中的固化润滑油，所述固化润滑油是通过热固化润滑油或润滑脂和热塑性树脂或热固性树脂的混合物而获得，和用于密封所述固化润滑油的由氟橡胶制成的接触密封。

用本发明的滚动轴承，因为内环和外环之间的间隙是通过由氟橡胶制成的接触密封而密封的，所以所述密封不会受与金属腐蚀剂诸如氢氟酸接触的影响，因而可靠地防止它的渗透。

同样，因为通过热固化润滑油或润滑脂和热塑性树脂或热固性树脂的混合物而获得的固化润滑油是密封在所述滚动轴承中，即使所述润滑油或润滑脂含有全氟聚醚，并且产生在边界润滑中的滚动轴承中的腐蚀性氟化物引起金属腐蚀并产生磨损粉末，所以将要容纳所述金属磨损粉末好象被埋置(embedded)在所述热固化的固化润滑油中。这防止它渗透到滚动面(所述滚动元件的表面和滚动元件接触的内环和外环表面)上，以致异常磨损不会发生。

同样，即使全氟聚醚(PFPE)与金属反应并且产生金属氟化物，也仅有渗出到固化润滑油表面上的部分润滑油可能分解，但是容纳在内部的润滑油不会分解。因此，将保持用正常润滑油供给所述滚动面并且凝固的润滑油将继续正常起作用。

如上所述，因为保持在固化润滑油中的整个润滑脂不同时分解或流走，所以本发明的滚动轴承可以作为耐腐蚀的滚动轴承工作，即使用在金属腐蚀环境中，所述滚动轴承具有比常规的这类轴承更长的寿命。

为了提供这样一种长寿命的滚动轴承，优选使用的滚动元件由具有优秀的耐腐蚀性的陶瓷材料制成，因为产生的少量金属腐蚀粉末促进更长的寿命。

同样，这样一种结构的滚动轴承非常适于和清洗/化学抛光装置一起使用，其中将它们暴露于腐蚀性氟化物诸如氢氟酸。