[发明专利]干式真空泵及制造方法

说明书

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％‑14％且厚度大于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期间内的加热到250℃以上的处理温度的步骤，以便具有大于700H_V的硬度。

技术领域

本发明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。本发明还涉及一种用于制造这种真空泵的方法。

背景技术

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。

类型的镍涂层或聚合物涂层通常用于保护铸铁免受腐蚀。

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。

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。

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。

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。

发明内容

本发明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。

为此，本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。