[发明专利]定子、旋转轴、干式真空泵及相关制造方法

说明书

用于干式真空泵(1)的定子(2)，该真空泵(1)具有至少两个转子(10、11)，它们设计成在该定子(2)的中心容腔(3)中沿相反方向同步旋转以在定子(2)的吸入口(4、5)和输出口(6)之间驱动待泵送气体，其特征在于，该定子(2)包括：‑由含有少于5％的镍的铸铁制成的定子外部部件(14)；‑定子插件(15)，构造成接纳真空泵(1)的转子(10、11)的该中心容腔(3)布置在该定子插件中，该定子插件(15)含有至少10％的镍；‑该定子外部部件(14)已经铸造在该定子插件(15)上。旋转轴构造成支承并使真空泵的至少一个转子旋转，干式真空泵包括至少一个这种定子和/或至少一个这种轴，以及制造这种定子和/或旋转轴的方法。

技术领域

本发明涉及干式真空泵的定子。本发明还涉及一种旋转轴，该旋转轴构造成支承和旋转地驱动真空泵的至少一个转子。本发明还涉及一种干式真空泵，它至少具有这种定子和/或至少具有这种轴，例如“罗茨”型或“爪”型真空泵，或甚至是螺旋型或螺杆型或其他类似原理的真空泵。本发明还涉及用于制造这种定子和/或旋转轴的方法。

背景技术

某些制造方法—例如集成电路、光伏太阳能电池、平板显示屏和发光二极管的制造—的特征在于去除来自处理室的腐蚀性反应气体的步骤。干式真空泵被使用，它的入口连接到处理室，出口在将处理过的气体释放到大气中之前连接到气体处理装置。

在泵的入口处吸入的气体被捕获在定子和沿着相反方向旋转的两个转子之间的自由空间中，并被输送到出口。该操作在转子和定子之间没有任何机械接触的情况下通过非常小的间隙进行，这允许完全无油操作。

定子和转子是通常由铸铁制成的部件。

由于吸入的活性气体例如氟、氯和氧的作用，这些部件的表面可能腐蚀。由此可能在部件的表面上形成腐蚀层，从而减小转子和定子之间的操作间隙，改变真空泵的性能特征，并且在最坏的情况下导致泵卡住。

耐蚀镍型的富镍铸铁具有比传统铸铁更耐腐蚀和氧化的优点。然而，由于其非常高的成本和较低的机械性能，这种材料不能容易地代替传统的铸铁来生产真空泵部件。这种材料也很难加工。另外，镍在地球上变得越来越稀有，其环境影响比传统铸铁的元素的环境影响更有害。

一种已知的限制这种材料的使用的解决方案包括在传统铁上沉积镍的薄层至仅几十微米的厚度。

该解决方案在真空泵领域的应用带来了该技术固有的问题。

镍涂层不能充分地粘附到传统铸铁上。传统铸铁在涂层最轻微的撞击或碰触时可能被局部刮擦或撕裂。然后，涂层下的常规铸铁基材可能迅速暴露于腐蚀性气体，导致镍的表面层局部分离。

另外，从涂层中除去的金属颗粒可能重新附着在真空泵体中其它地方的其它镍表面上，导致随后的泵卡住的风险。

也考虑其它类型的铸件或涂层来构成转子和定子的材料，例如基于硅和钼(SiMo)的球墨铸铁合金或ADI铸铁(Austempered Ductile Iron，等温淬火球墨铸铁)或诸如特氟隆的聚合物涂层，然而，由于涂层的粘附性差或这些材料的成本，这些解决方案并不真正令人满意。

发明内容

本发明旨在至少部分地弥补上述缺点。

本发明的一个目的是提供一种抵抗腐蚀性气体的真空泵，该真空泵不太昂贵，并且具有良好的机械强度。

为此，本发明的主题是一种干式真空泵定子，该真空泵包括至少两个转子，这些转子能在定子的中心容腔中沿相反方向以同步的方式旋转，以在定子的吸入口和输出口之间驱动待泵送气体，其特征在于，该定子包括：

-定子外部部件，它由含有少于5％的镍、例如少于1％的镍的铸铁制成，以及

-定子插件，该定子插件中布置被构造成接纳真空泵的转子的所述中心容腔，该定子插件含有至少10％的镍、例如至少30％的镍，例如含有至少35％的镍，