[發明專利]渦旋干式真空泵防護涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201310200103.8
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103255399A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 金花子;吳杰;南泉;熊天英
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23C18/36
• 分類號: C23C18/36;C23C14/22
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術領域

本發明涉及潔凈的真空系統獲得表面防護領域，具體為一種渦旋干式真空泵防護涂層的制備方法。

背景技術

渦旋真空泵的研究始于20世紀80年代末期，隨著渦旋真空泵在半導體行業中的應用不斷擴大，對潔凈的真空系統獲得要求也越來越苛刻，使得渦旋真空泵在應用中的表現也越來越不能令人感到滿意。因此，人們開始致力于渦旋干式真空泵（簡稱：渦旋干泵）的研究。到目前為止，渦旋干泵的研究和生產主要集中在美國、日本和歐洲，以日本Anestta、美國Varian、德國Busch等為代表，形成了系列產品。國內真空行業相關企業也對渦旋干泵進行了基礎和應用研究以及小規模試制生產等不同階段的探索，但由于技術基礎、研發手段的限制，工作進展緩慢。

在現有技術中，渦旋干泵在機械和結構的設計上同渦旋真空泵相比有明顯的差異。泵的定子和轉子采用的是鑄造鋁合金材料，防護方法采用陽極氧化法。渦旋干泵由于沒有油的冷卻和密封，抽氣系統直接接觸介質氣體使定子和轉子對氣體溫度和壓力產生了比較復雜的變化。雖然現有技術中的渦旋干泵可以獲得潔凈的真空環境，但這類渦旋干泵在使用中普遍存在耐蝕性和耐磨性差的問題，尤其是在高腐蝕性氣體等離子刻蝕、生物制藥、化工化學和科學儀器的真空獲得系統等工藝中，陽極氧化膜難以抵抗高腐蝕性氣體的長時間腐蝕和磨損性能，這將嚴重影響渦旋干泵的使用壽命和應用領域。為了克服這類渦旋干泵耐腐蝕性和耐磨性差等問題，對其泵體施加防護涂層十分必要。渦旋干泵零件形狀復雜、使用的零部件材料品種多、尺寸控制嚴格。在使用強腐蝕性氣體介質的工藝過程中，防護涂層設計和涂層實施難度非常大。因此，需要對不同結構和零部件采用不同的防護涂層以期達到對泵體的耐腐蝕和耐磨性綜合要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種渦旋干式真空泵（渦旋干泵）防護涂層的制備方法，該方法應用于渦旋干泵可以提高真空泵的耐腐蝕性能和耐磨性能。在高腐蝕性氣體等離子刻蝕、生物制藥和科學儀器的真空獲得系統中，防護涂層可以長時間抵抗高腐蝕性氣體的腐蝕，提高渦旋干泵的使用壽命。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種渦旋干式真空泵防護涂層的制備方法，采用化學鍍、氟涂料和真空離子鍍對渦旋干泵實施防護涂層，對轉子和定子采用化學鍍鎳磷和氟涂料封閉技術制備防護涂層，對曲柄軸和曲柄銷采用真空離子鍍膜技術制備Cr/CrN復合防護鍍層。

所述的渦旋干式真空泵防護涂層的制備方法，采用化學鍍在鋁合金轉子和定子表面施鍍鎳磷鍍層，其工藝過程為：除油→水洗→一次酸蝕→水洗→一次浸鋅→水洗→二次酸蝕→水洗→二次浸鋅→水洗→化學鍍鎳磷→水洗→無水乙醇洗→烘干→氟涂料封閉→塑化，其中：

（1）除油

去除轉子和定子材料表層的油污，鋁合金除油液配方如下：

Na₂CO₃15～20g/L，Na₃PO₄·12H₂O20～30g/L，Na₂SiO₃10～15g/L，OP乳化劑1～3g/L；

除油液溫度為50～60℃，同時采用超聲波，超聲波頻率為28或40KHz、處理時間為10～30分鐘；

（2）一次酸蝕

采用體積濃度為45～55%的HNO₃水溶液作為酸蝕液，在室溫下酸蝕時間50～70秒，酸蝕后轉子和定子呈銀白色，表面潔凈；

（3）一次浸鋅

浸鋅液配方如下：NaOH40～60g/L，ZnO3～6g/L，KNaC₄H₄O₆·4H₂O40～60g/L，FeCl₃1～3g/L，NaNO₃0.5～2g/L，其余為水；

一次浸鋅溫度為20～25℃，時間為50～70秒，浸鋅后轉子和定子表面呈淺灰色；

（4）二次酸蝕

采用體積濃度為45～55%的HNO₃水溶液作為酸蝕液，在室溫下酸蝕時間40～50秒，酸蝕后轉子和定子呈灰白色，表面潔凈；

（5）二次浸鋅