[發(fā)明專利]一種高耐磨真空泵

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711170129.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107905977A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳鎮(zhèn)華;陳慶偉
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波升鴻機(jī)械設(shè)備有限公司
• 主分類號: F04B37/14
• 分類號: F04B37/14;F04B39/00;C09D127/18;C09D5/03;C09D7/61;C09D7/65;C22C21/00;C22F1/04
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務(wù)所(普通合伙)33243
• 代理人: 洪珊珊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高耐磨真空泵，屬于零部件材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

真空泵是指利用機(jī)械、物理、化學(xué)或物理化學(xué)的方法對被抽容器進(jìn)行抽氣而獲得真空的器件或設(shè)備。通俗來講，真空泵是用各種方法在某一封閉空間中改善、產(chǎn)生和維持真空的裝置。真空泵中包括泵軸和密封圈，現(xiàn)有技術(shù)中的泵軸與密封圈在快速運(yùn)轉(zhuǎn)中因?yàn)楸舜酥g的摩擦，進(jìn)而影響真空泵的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提出了高耐磨的真空泵。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種高耐磨真空泵，所述的高耐磨真空泵中設(shè)有泵軸，所述的泵軸包括泵軸主體以及設(shè)置在泵軸主體表面的耐磨層，所述的泵軸主體由鋁合金制成，所述的耐磨層的材質(zhì)為PTFE復(fù)合材料。

本發(fā)明真空泵中的泵軸通過配比合理的鋁合金制成主體，然后在主體表面設(shè)置一層由PTFE復(fù)合材料制得的耐磨層，進(jìn)一步提高泵軸的耐磨性，進(jìn)而提高真空泵的使用壽命。

在上述的高耐磨真空泵中，所述泵軸鋁合金由如下成分及其質(zhì)量百分比組成：Si：0.12-0.3％、C：0.3-0.5％、N：0.05-0.25％、Mg：0.25-0.5％、Mn：1.2-1.5％、B：0.25-0.6％、Ti：0.2-0.25％、Ta：0.05-0.15％、Hf：0.08-0.22％，余量為Al及不可避免的雜質(zhì)。

本發(fā)明中適量的Si與Al可形成Al+Si共晶液相，有助于提高鋁合金鑄造流動性；Mg與基體Al元素生成大量Mg₅Al和Mg₅Al₈相，通過熱處理能使Mg₅Al和Mg₅Al₈相固溶到鋁合金基體α相中，從而提高鋁合金的常溫力學(xué)性能，但是過多的Mg₅Al和Mg₅Al₈相難以實(shí)現(xiàn)全部固溶，容易聚集在基體晶界間，會降低鋁合金的整體力學(xué)性能，Mg也可與Si形成Mg₂Si強(qiáng)化相，明顯增強(qiáng)鋁合金的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，過多的Mg₂Si相會造成鋁合金的脆性并降低鋁合金的韌性，因此本發(fā)明中嚴(yán)格控制各元素的含量。適量的Mn可在鋁合金中形成硬質(zhì)點(diǎn)相，從而提高鋁合金的耐磨性能，降低摩擦系數(shù)，提高基體的熱強(qiáng)性，但是過多的Mn容易與其它元素形成過大硬質(zhì)點(diǎn)，降低鋁合金的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性。

在本發(fā)明泵軸主體中加入適量的Ti，Ti與C、N和B形成彌散分布的碳氮硼化合物，這些碳氮硼化合物可以發(fā)揮固溶強(qiáng)化效果，以間隙固溶體的形式熔入晶格結(jié)構(gòu)中，從而產(chǎn)生了向其中引入應(yīng)變，以強(qiáng)化間隙固溶體的作用；且因這些碳氮硼化合物熔點(diǎn)很高，故能在后續(xù)的制備過程中起外來晶核的作用，從而細(xì)化晶粒。且N會與Al形成AlN，進(jìn)一步提高泵軸鋁合金的強(qiáng)度和韌性。本發(fā)明在泵軸鋁合金中加入適量的Ta和Hf，鉭本身具有加工性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高、抗液態(tài)金屬腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)異性能，其與C形成的二元合金相，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，增強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)度和耐蝕性。Hf為高硬度元素，還具有延展性、抗氧化性和耐高溫等特性，是一種良好的合金材料，B元素能夠插入到Hf密排六方結(jié)構(gòu)中的間隙位置從而形成的硼化物，Hf的硼化物屬于高硬質(zhì)相，其存在能夠有效提高組織的強(qiáng)度，且Hf與Ta會形成二元合金體系，使得鋁合金進(jìn)一步提高泵軸主體的高蠕變強(qiáng)度。另外，Hf具有很強(qiáng)的吸氫性，能起到凈化鋁成分的作用，進(jìn)一步提升泵軸的性能。

在上述的高耐磨真空泵中，所述耐磨層的厚度為80-150μm。若耐磨層的厚度過小則會影響耐磨層材料的耐磨性，而若耐磨層的厚度過大，一則增加成本，二則會在泵軸運(yùn)轉(zhuǎn)中容易變形，進(jìn)而影響真空泵的使用。

在上述的高耐磨真空泵中，所述的PTFE復(fù)合材料包括PTFE、碳纖維、聚苯醚、二硫化鉬、PbWO₄粉體、H₂IrCl₆·H₂O。

其中，所述的PTFE復(fù)合材料中碳纖維、聚苯醚、二硫化鉬、PbWO₄粉體和H₂IrCl₆·H₂O分別占復(fù)合材料總質(zhì)量的2-5％、5-8％、1-2％、0.5-3％和3-5％，余量為PTFE。