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構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件的表面處理方法及通過該表面處理方法處...的制作方法

文檔序號:5422514閱讀:227來源:國知局
專利名稱:構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件的表面處理方法及通過該表面處理方法處 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及露出于氣體流道的由鋁或鋁合金構(gòu)成的機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵(κ,4 # > )的部件的表面處理方法及由通過該表面處理方法處理過的部件構(gòu)成的機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵。
背景技術(shù)
作為現(xiàn)有的干式泵的構(gòu)造,已知例如如圖1所示,在連接以與機殼1的側(cè)面對置的方式配置的進氣口 2及排氣口 3的流道中,設(shè)置轉(zhuǎn)子室4,在該轉(zhuǎn)子室4內(nèi),設(shè)置由通過電動機5驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸6軸支承的轉(zhuǎn)子7 12,由此構(gòu)成螺旋型的構(gòu)造。另外,在圖示的構(gòu)造中,在轉(zhuǎn)子室4內(nèi)連接有用于導(dǎo)入通過加熱裝置13加熱的空氣或干燥氮氣等的氣鎮(zhèn)14,另外,在旋轉(zhuǎn)軸6的周邊形成有用于導(dǎo)入軸封氣體的軸封氣體導(dǎo)入通道15。在上述構(gòu)造中,從真空腔室吸進的氣體從進氣口 2通過轉(zhuǎn)子室4,從排氣口 3排出, 在此期間,氣體與進氣口 2、轉(zhuǎn)子7 12、轉(zhuǎn)子室4和排氣口 3等的表面接觸,在所吸進的氣體具有腐蝕性的情況下,通常會在各部件的表面進行鋁表面鈍化處理(例如,參照專利文獻1) ο但是,在鋁表面鈍化處理的情況下,因為在部件表面形成多孔型的氧化膜,所以從該膜放出的氣體量多,存在使真空泵的排氣效率降低這樣的問題。另外,鋁表面鈍化處理過的部件當(dāng)被加熱至120°C左右時,存在可能在膜上產(chǎn)生裂紋而使耐蝕性降低這樣的問題。還存在在吸進含有氯的氣體那樣的情況下,在短時間內(nèi)部件也會發(fā)生腐蝕這樣的問題。另一方面,寬帶隙化合物半導(dǎo)體即GaN作為發(fā)光二極管(LED)或功率器件,用MBE 和MOCVD制造,伴隨著批量生產(chǎn),會大量消費MBE原料即金屬Ga、或者MOCVD原料有機金屬即三甲基鎵(TMG)或三乙基鎵(TEG)。不過,若反應(yīng)性高的( 與Al接觸的話,則會溶化而變成汞齊化狀態(tài),因此,會有不能使用鋁和鋁合金制造原料及未反應(yīng)的( 流動的配管及結(jié)構(gòu)部件這樣的問題?,F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 特開2006-257908號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題因此,本發(fā)明的目的是為了解決上述課題,提供一種耐蝕性優(yōu)異且放出氣體少的構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件的表面處理方法及通過該表面處理方法處理過的機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵。用于解決課題的手段
為了解決上述課題,本發(fā)明人等潛心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)了如下所述的解決手段。即本發(fā)明的構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件的表面處理方法的第一解決手段,其特征為,構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件由鋁或鋁合金構(gòu)成,將所述部件表面浸漬于堿性溶液中,進行微弧氧化處理。另外,第二解決手段的特征為,所述堿性溶液是將磷酸氫二鈉、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉(々 > 卜,'J 'J >酸少卜U々A )、硅酸鈉、氫氧化鉀、二磷酸鈉、磷酸三鈉、鋁酸鈉、偏硅酸鈉及氫氧化鈉等中的一種或它們中的混合物溶解于水中,使其濃度為 0. 5%。另外,第三解決手段的特征為,使所述微弧處理中的施加電壓為300V 600V的范圍,使電流密度為3. OA/dm2 10A/dm2。另外,第四解決手段的特征為,使所述堿性溶液的溫度為5 90°C。另外,第五解決手段的特征為,使通過所述處理在部件表面形成的氧化膜的膜厚為 12 μ m 15 μ m0另外,本發(fā)明的機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵,其特征為,由通過上述表面處理方法處理過的部件構(gòu)成。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明,構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件表面由鋁或鋁合金構(gòu)成,并對該表面進行微弧氧化處理,由此得到對于具有腐蝕性的氣體的排氣耐蝕性優(yōu)異、放出氣體量少的干式泵。而且,如利用該機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵,可有效地進行抽吸。另外,成為對于含有( 的氣體耐蝕性優(yōu)異的裝置。


圖1是現(xiàn)有的干式泵的概略構(gòu)成圖;圖2是機械增壓泵的概略構(gòu)成圖;圖3是測定實施例1及比較例1的氣體放出特性的曲線圖;圖4是實施例1及比較例1的加熱后的表面SEM圖像;圖5是測定實施例1及比較例1的對于鹽酸的耐蝕性的曲線圖;圖6是表示使用實施例2及比較例2的干式泵,對lm3的腔室進行排氣時的腔室內(nèi)的壓力隨時間變化的曲線圖;圖7是實施例3及比較例3的比較試驗4的試驗前后的表面SEM圖像。
具體實施例方式作為本發(fā)明中使用的堿性溶液的電解液的例子,可使用將磷酸氫二鈉、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉、硅酸鈉、氫氧化鉀、二磷酸鈉、磷酸三鈉、鋁酸鈉、偏硅酸鈉及氫氧化鈉等中的一種或它們中的混合物溶解于電解液而得到的物質(zhì)。其濃度優(yōu)選為 0. 5%的范圍。另外,作為基材,使用鋁或鋁合金。鋁合金的鑄件材料、壓鑄材料通常含有以硅為代表的元素較多,可以說難以形成多孔型陽極氧化膜。根據(jù)本發(fā)明,即使這種硅較多的鑄件、壓鑄件也能夠形成耐蝕性良好的膜。另外,在形變合金中,Al-Si合金的4000號類的處理也因同樣的理由,多孔型陽極氧化處理的耐蝕性差,但根據(jù)本發(fā)明,能夠形成良好的氧化膜。即使對于沒有析出硅的那樣的形變合金, 1000號 3000號、從5000號至7000號左右的鋁合金,在復(fù)雜形狀的情況或100°C以上的高溫的情況下也有效果。本發(fā)明中,將上述的基材作為機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的構(gòu)成部件,浸漬于堿性溶液中,進行微弧氧化處理,作為堿性溶液的溫度條件,沒有特別限制,但優(yōu)選該溶液不會凍結(jié)至不會沸騰的范圍(5°C 90°C左右)。另外,施加的電壓優(yōu)選300V 600V。若不足300V則不會引起絕緣破壞,若超過600V,則膜的孔隙會變大。另外,就電流密度而言, 優(yōu)選3. OA/dm2 ΙΟΑ/dm2。若為3. OA/dm2,則不能厚膜化,若超過ΙΟΑ/dm2,則電壓上升而孔隙會變大。另外,關(guān)于電流,可以用直流、交流及交直流重疊的任一種。另外,對于在基材表面所形成的氧化膜的膜厚沒有特別限制,但優(yōu)選12 μ m 15μπι的范圍。在不會給泵的工作造成妨礙的范圍,且也能發(fā)揮作為氧化膜的功能的范圍。本發(fā)明中使用的干式泵若為在泵內(nèi)部的氣體通道中未使用油的泵,則對圖1所示的構(gòu)造沒有特別限制,在構(gòu)造性方面,根據(jù)進行排氣的旋轉(zhuǎn)體的形狀,可舉出羅茨型(> 一 ^型)、爪型(” 口一型)、螺桿型(^々1J -一型)、渦輪型(夕一#型)、渦卷型(、” 口一 >型)、多級式泵及膜片型(夕^ ~ 7,Λ型)等。另外,關(guān)于機械增壓泵的構(gòu)造也沒有特別限制,參照圖2來說明一個例子。圖中的符號21為殼體,殼體21為將構(gòu)成上游部的上側(cè)殼體21a和構(gòu)成下游部的下側(cè)殼體21b — 體化的構(gòu)成。在該殼體21上設(shè)置有進氣口 22及排氣口 23,在設(shè)置有進氣口 22的上側(cè)殼體 21a側(cè)的內(nèi)部,固定地設(shè)有固定葉片25。這些固定葉片25其位置分別通過墊片觀進行固定。相對于具備殼體21及固定葉片25的靜止側(cè),在殼體21內(nèi)可高速旋轉(zhuǎn)地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)體31。該旋轉(zhuǎn)體31具備有設(shè)置在與旋轉(zhuǎn)軸34 —體連結(jié)的轉(zhuǎn)子部35的多段轉(zhuǎn)動葉片32 及螺紋槽部33,因此,成為由軸流段及螺紋槽段構(gòu)成的兩段壓縮構(gòu)造。旋轉(zhuǎn)體31側(cè)的轉(zhuǎn)動葉片32在上述固定葉片25和旋轉(zhuǎn)軸34的軸向上交替配設(shè)。旋轉(zhuǎn)體31的旋轉(zhuǎn)軸34通過固定于下側(cè)殼體21b的定子沈的內(nèi)周面上安裝的作為上部軸承的磁軸承^a、作為下部軸承的磁軸承^b、作為軸向軸承的磁軸承29c支承并可高速旋轉(zhuǎn)。另外,圖中的符號M為設(shè)在定子沈的內(nèi)周面和旋轉(zhuǎn)軸34之間的轉(zhuǎn)子驅(qū)動用電動機。根據(jù)這種構(gòu)成,使得從進氣口 22抽吸的氣體以通過固定葉片25及轉(zhuǎn)動葉片32之間并承受軸流段造成的壓縮后,通過螺紋槽部33和散熱板41之間并承受螺紋槽段造成的壓縮這樣的氣體流道的主流流動從排氣口 23流出。在上述構(gòu)造中,由鋁或鋁合金構(gòu)成旋轉(zhuǎn)體31的轉(zhuǎn)動葉片32、殼體21b、用墊片28 固定的固定葉片25及旋轉(zhuǎn)體31的螺紋槽部33。(實施例1)下面,關(guān)于本發(fā)明的實施例,與比較例一起進行說明。在室溫下,將直徑40mm、長度3mm的圓盤狀鋁合金鑄件(AC4A)材料放入氫氧化鉀 lg/L、偏硅酸鈉2g/L及磷酸三鈉3g/L的(0. 氫氧化鉀、0. 偏硅酸鈉、0.3%磷酸三鈉)電解液中,以50Hz交直流重疊波形恒定電流模式進行微弧氧化處理,在部件表面成長膜厚約15 μ m的氧化膜。(實施例2)對構(gòu)成圖1的構(gòu)造的干式泵(最大排氣速度為1.72X10_2m7s(50HZ))的鋁合金鑄件制的轉(zhuǎn)子8 12、轉(zhuǎn)子室4、機殼1、進氣口 2及排氣口 3的表面,與實施例1同樣地進行微弧氧化處理,在部件表面成長膜厚約12 μ m的氧化膜。另外,沒有進行處理的部分,即鐵芯的轉(zhuǎn)子軸部6及定位銷部分別通過硅密封材料及硅橡膠栓進行遮蔽。完成上述處理后,由各部件組裝成干式泵。(比較例1)對與實施例1相同的鋁合金鑄件制的部件,使用20質(zhì)量%的硫酸溶液進行鋁表面鈍化處理,在部件表面成長膜厚約20 μ m的氧化鋁膜。然后,在沸水中浸漬20分鐘進行封孔處理。(比較例2)對與實施例2相同的鋁合金鑄件制的部件,進行與比較例1相同的處理。(比較試驗1)將測定實施例1及比較例1的部件在室溫下的氣體放出特性的結(jié)果示于圖3的曲線圖。曲線圖縱軸表示每單位面積的氣體放出量(Pa · m · s—1),橫軸表示時間(小時)。從該曲線圖可知道,相對于比較例1,在實施例1中,每單位面積的氣體放出量約為 1/100。(比較試驗2)對于實施例1及比較例1的各部件,將在120°C的大氣下進行三次30分鐘的加熱后,各部件的表面SEM圖像示于圖4。從圖4可知,實施例1在加熱前后,膜形態(tài)沒有觀察到變化,比較例2中,加熱后產(chǎn)生裂紋。(比較試驗3)將實施例1及比較例1的各部件浸漬在35 38質(zhì)量%的濃鹽酸中,測定直到劇烈發(fā)泡的時間,將其測定結(jié)果示于圖5的曲線圖。曲線圖縱軸為時間(分鐘),橫軸為膜厚(μ m) ο從曲線圖可知,相對于比較例1,實施例1具有約2. 5倍的耐蝕性。另外,在大氣加熱(與比較試驗2相同)后,實施例1中,耐蝕性幾乎沒有變化,比較例1變得沒有耐蝕性。 可認(rèn)為這是由于在比較例1的膜上產(chǎn)生了裂紋,基材的表面露出所致。(比較試驗4)將使用實施例2及比較例2的干式泵,對Im3的腔室進行排氣時的腔室內(nèi)的壓力隨時間的變化示于圖6。根據(jù)曲線圖,使用實施例2及比較例2的干式泵,腔室內(nèi)壓力在IO2Pa以上,兩個例子沒有顯著的差別,但小于IO2Pa時,以實施例2的干式泵進行排氣的場合壓力隨時間的變化量變大。另外,到達壓力也提高了 2. 5倍左右。(實施例3)在室溫下將直徑40mm、長度3mm的圓盤狀的鋁材放入氫氧化鉀lg/L、偏硅酸鈉2g/ L及磷酸三鈉3g/L的電解液中,以50Hz交直流重疊波形恒定電流模式進行微弧氧化處理,
6在部件表面成長膜厚約15 μ m的氧化膜。(比較例3)對于在實施例3中使用的部件,在部件表面沒有實施處理。(比較試驗5)為了比較實施例3及比較例3的部件對于( 的耐蝕性,由于難以形成( 氣氛(氣體),所以在將各部件的溫度加熱至100°c左右的狀態(tài),將液體狀的( 涂到各部件上,將用玻璃片從上面按壓緊貼60小時后的各部件的表面SEM圖像示于圖7。在實施例3的部件表面沒有觀察到腐蝕等,比較例3的部件本身與( 接觸,可認(rèn)為使Al腐蝕。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明在對于將鋁或鋁合金作為基材而構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件賦予耐蝕性方面,在產(chǎn)業(yè)上具有可利用性。符號說明
1機殼
2進氣口
3排氣口
4轉(zhuǎn)子室
5電動機
6旋轉(zhuǎn)軸
7 12轉(zhuǎn)子
13加熱裝置
14氣鎮(zhèn)
15軸封氣體導(dǎo)入通道
21殼體
21a上側(cè)殼體(上游部)
21b下側(cè)殼體(下游部)
22進氣口
23排氣口
24靜止體
25固定葉片
26定子
28墊片
29c磁軸承
30泵機構(gòu)
31旋轉(zhuǎn)體
32轉(zhuǎn)動葉片
33螺紋槽部
34旋轉(zhuǎn)軸
41散熱板
HI隔熱部件
Ht加熱器T 收集部件(卜,W部材)
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)成干式泵的部件的表面處理方法,其特征在于,構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件由鋁或鋁合金構(gòu)成,將所述部件表面浸漬于堿性溶液中,進行微弧氧化處理。
2.權(quán)利要求1所述的表面處理方法,其特征在于,所述堿性溶液是將磷酸氫二鈉、三聚磷酸鈉、磷酸二氫鈉、多聚磷酸鈉、硅酸鈉、氫氧化鉀、二磷酸鈉、磷酸三鈉、鋁酸鈉、偏硅酸鈉及氫氧化鈉等中的一種或它們中的混合物溶解于水中,使其濃度為0. 5%。
3.權(quán)利要求1或2所述的表面處理方法,其特征在于,使所述微弧處理中的施加電壓為 300V 600V的范圍,使電流密度為3. OA/dm2 10A/dm2。
4.權(quán)利要求1 3中任一項所述的表面處理方法,其特征在于,使所述堿性溶液的溫度為5 90°C。
5.權(quán)利要求1 4中任一項所述的表面處理方法,其特征在于,使通過所述處理在部件表面形成的氧化膜的膜厚為12 μ m 15 μ m。
6.機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵,其特征在于,由通過權(quán)利要求1 5中任一項所述的表面處理方法處理過的部件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種耐蝕性優(yōu)異、放出氣體少的構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件的表面處理方法以及通過該表面處理方法處理過的干式泵。其特征為,構(gòu)成機械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵的部件由鋁或鋁合金構(gòu)成,將所述部件表面浸漬到堿性溶液中,進行微弧氧化處理。
文檔編號F04C29/00GK102362015SQ20108001327
公開日2012年2月22日 申請日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者三浦辰也, 佐藤洋志, 石川裕一, 石榑文昭, 稻吉榮 申請人:株式會社愛發(fā)科
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