[发明专利]涡旋干式真空泵防护涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及洁净的真空系统获得表面防护领域，具体为一种涡旋干式真空泵防护涂层的制备方法。

背景技术

涡旋真空泵的研究始于20世纪80年代末期，随着涡旋真空泵在半导体行业中的应用不断扩大，对洁净的真空系统获得要求也越来越苛刻，使得涡旋真空泵在应用中的表现也越来越不能令人感到满意。因此，人们开始致力于涡旋干式真空泵（简称：涡旋干泵）的研究。到目前为止，涡旋干泵的研究和生产主要集中在美国、日本和欧洲，以日本Anestta、美国Varian、德国Busch等为代表，形成了系列产品。国内真空行业相关企业也对涡旋干泵进行了基础和应用研究以及小规模试制生产等不同阶段的探索，但由于技术基础、研发手段的限制，工作进展缓慢。

在现有技术中，涡旋干泵在机械和结构的设计上同涡旋真空泵相比有明显的差异。泵的定子和转子采用的是铸造铝合金材料，防护方法采用阳极氧化法。涡旋干泵由于没有油的冷却和密封，抽气系统直接接触介质气体使定子和转子对气体温度和压力产生了比较复杂的变化。虽然现有技术中的涡旋干泵可以获得洁净的真空环境，但这类涡旋干泵在使用中普遍存在耐蚀性和耐磨性差的问题，尤其是在高腐蚀性气体等离子刻蚀、生物制药、化工化学和科学仪器的真空获得系统等工艺中，阳极氧化膜难以抵抗高腐蚀性气体的长时间腐蚀和磨损性能，这将严重影响涡旋干泵的使用寿命和应用领域。为了克服这类涡旋干泵耐腐蚀性和耐磨性差等问题，对其泵体施加防护涂层十分必要。涡旋干泵零件形状复杂、使用的零部件材料品种多、尺寸控制严格。在使用强腐蚀性气体介质的工艺过程中，防护涂层设计和涂层实施难度非常大。因此，需要对不同结构和零部件采用不同的防护涂层以期达到对泵体的耐腐蚀和耐磨性综合要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种涡旋干式真空泵（涡旋干泵）防护涂层的制备方法，该方法应用于涡旋干泵可以提高真空泵的耐腐蚀性能和耐磨性能。在高腐蚀性气体等离子刻蚀、生物制药和科学仪器的真空获得系统中，防护涂层可以长时间抵抗高腐蚀性气体的腐蚀，提高涡旋干泵的使用寿命。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种涡旋干式真空泵防护涂层的制备方法，采用化学镀、氟涂料和真空离子镀对涡旋干泵实施防护涂层，对转子和定子采用化学镀镍磷和氟涂料封闭技术制备防护涂层，对曲柄轴和曲柄销采用真空离子镀膜技术制备Cr/CrN复合防护镀层。

所述的涡旋干式真空泵防护涂层的制备方法，采用化学镀在铝合金转子和定子表面施镀镍磷镀层，其工艺过程为：除油→水洗→一次酸蚀→水洗→一次浸锌→水洗→二次酸蚀→水洗→二次浸锌→水洗→化学镀镍磷→水洗→无水乙醇洗→烘干→氟涂料封闭→塑化，其中：

（1）除油

去除转子和定子材料表层的油污，铝合金除油液配方如下：

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

除油液温度为50～60℃，同时采用超声波，超声波频率为28或40KHz、处理时间为10～30分钟；

（2）一次酸蚀

采用体积浓度为45～55%的HNO₃水溶液作为酸蚀液，在室温下酸蚀时间50～70秒，酸蚀后转子和定子呈银白色，表面洁净；

（3）一次浸锌

浸锌液配方如下：NaOH40～60g/L，ZnO3～6g/L，KNaC₄H₄O₆·4H₂O40～60g/L，FeCl₃1～3g/L，NaNO₃0.5～2g/L，其余为水；

一次浸锌温度为20～25℃，时间为50～70秒，浸锌后转子和定子表面呈浅灰色；

（4）二次酸蚀

采用体积浓度为45～55%的HNO₃水溶液作为酸蚀液，在室温下酸蚀时间40～50秒，酸蚀后转子和定子呈灰白色，表面洁净；

（5）二次浸锌