專利名稱：構(gòu)成機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)殼1的側(cè)面對(duì)置的方式配置的進(jìn)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(dòng)機(jī)5驅(qū)動(dòng)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?dú)獾鹊臍怄?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(jìn)的氣體從進(jìn)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(jìn)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(jìn)的氣體具有腐蝕性的情況下，通常會(huì)在各部件的表面進(jìn)行鋁表面鈍化處理(例如，參照專利文獻(xiàn)1) ο但是，在鋁表面鈍化處理的情況下，因?yàn)樵诓考砻嫘纬啥嗫仔偷难趸ぃ詮脑撃し懦龅臍怏w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(shí)，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(jìn)含有氯的氣體那樣的情況下，在短時(shí)間內(nèi)部件也會(huì)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(huì)大量消費(fèi)MBE原料即金屬Ga、或者M(jìn)OCVD原料有機(jī)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(huì)溶化而變成汞齊化狀態(tài)，因此，會(huì)有不能使用鋁和鋁合金制造原料及未反應(yīng)的( 流動(dòng)的配管及結(jié)構(gòu)部件這樣的問題?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開2006-257908號(hào)公報(bào)

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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jìn)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(jī)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(jī)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(duì)該表面進(jìn)行微弧氧化處理，由此得到對(duì)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(jī)械增壓泵、渦輪分子泵或干式泵，可有效地進(jìn)行抽吸。另外，成為對(duì)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(jī)械增壓泵的概略構(gòu)成圖；圖3是測(cè)定實(shí)施例1及比較例1的氣體放出特性的曲線圖；圖4是實(shí)施例1及比較例1的加熱后的表面SEM圖像；圖5是測(cè)定實(shí)施例1及比較例1的對(duì)于鹽酸的耐蝕性的曲線圖；圖6是表示使用實(shí)施例2及比較例2的干式泵，對(duì)lm3的腔室進(jìn)行排氣時(shí)的腔室內(nèi)的壓力隨時(shí)間變化的曲線圖；圖7是實(shí)施例3及比較例3的比較試驗(yàn)4的試驗(yàn)前后的表面SEM圖像。
具體實(shí)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(hào)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(duì)于沒有析出硅的那樣的形變合金， 1000號(hào) 3000號(hào)、從5000號(hào)至7000號(hào)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(jī)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(jìn)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(huì)凍結(jié)至不會(huì)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(huì)引起絕緣破壞，若超過600V，則膜的孔隙會(huì)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(huì)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(duì)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(huì)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(duì)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(jìn)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(jí)式泵及膜片型(夕^ ~ 7，Λ型)等。另外，關(guān)于機(jī)械增壓泵的構(gòu)造也沒有特別限制，參照?qǐng)D2來說明一個(gè)例子。圖中的符號(hào)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(jìn)氣口 22及排氣口 23，在設(shè)置有進(jìn)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(jìn)行固定。相對(duì)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(dòng)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(dòng)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(hào)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(dòng)用電動(dòng)機(jī)。根據(jù)這種構(gòu)成，使得從進(jìn)氣口 22抽吸的氣體以通過固定葉片25及轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)施例1)下面，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例，與比較例一起進(jìn)行說明。在室溫下，將直徑40mm、長(zhǎng)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(jìn)行微弧氧化處理，在部件表面成長(zhǎng)膜厚約15 μ m的氧化膜。(實(shí)施例2)對(duì)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(jī)殼1、進(jìn)氣口 2及排氣口 3的表面，與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行微弧氧化處理，在部件表面成長(zhǎng)膜厚約12 μ m的氧化膜。另外，沒有進(jìn)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(jìn)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(duì)與實(shí)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(jìn)行鋁表面鈍化處理，在部件表面成長(zhǎng)膜厚約20 μ m的氧化鋁膜。然后，在沸水中浸漬20分鐘進(jìn)行封孔處理。(比較例2)對(duì)與實(shí)施例2相同的鋁合金鑄件制的部件，進(jìn)行與比較例1相同的處理。(比較試驗(yàn)1)將測(cè)定實(shí)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(shí)間(小時(shí))。從該曲線圖可知道，相對(duì)于比較例1，在實(shí)施例1中，每單位面積的氣體放出量約為 1/100。(比較試驗(yàn)2)對(duì)于實(shí)施例1及比較例1的各部件，將在120°C的大氣下進(jìn)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(shí)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(yàn)3)將實(shí)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(cè)定直到劇烈發(fā)泡的時(shí)間，將其測(cè)定結(jié)果示于圖5的曲線圖。曲線圖縱軸為時(shí)間(分鐘)，橫軸為膜厚(μ m) ο從曲線圖可知，相對(duì)于比較例1，實(shí)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(yàn)2相同)后，實(shí)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(yàn)4)將使用實(shí)施例2及比較例2的干式泵，對(duì)Im3的腔室進(jìn)行排氣時(shí)的腔室內(nèi)的壓力隨時(shí)間的變化示于圖6。根據(jù)曲線圖，使用實(shí)施例2及比較例2的干式泵，腔室內(nèi)壓力在IO2Pa以上，兩個(gè)例子沒有顯著的差別，但小于IO2Pa時(shí)，以實(shí)施例2的干式泵進(jìn)行排氣的場(chǎng)合壓力隨時(shí)間的變化量變大。另外，到達(dá)壓力也提高了 2. 5倍左右。(實(shí)施例3)在室溫下將直徑40mm、長(zhǎng)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(jìn)行微弧氧化處理，
6在部件表面成長(zhǎng)膜厚約15 μ m的氧化膜。(比較例3)對(duì)于在實(shí)施例3中使用的部件，在部件表面沒有實(shí)施處理。(比較試驗(yàn)5)為了比較實(shí)施例3及比較例3的部件對(duì)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(shí)后的各部件的表面SEM圖像示于圖7。在實(shí)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(duì)于將鋁或鋁合金作為基材而構(gòu)成機(jī)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(hào)說明
1機(jī)殼
2進(jìn)氣口
3排氣口
4轉(zhuǎn)子室
5電動(dòng)機(jī)
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(jìn)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(jī)構(gòu)
31旋轉(zhuǎn)體
32轉(zhuǎn)動(dòng)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(jī)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(jìn)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(xiàng)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(xiàng)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(jī)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(xiàng)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(jī)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(jī)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(jìn)行微弧氧化處理。
文檔編號(hào)F04C29/00GK102362015SQ20108001327
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科