[发明专利]真空炉抽气系统及其抽气工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空炉，尤其涉及一种真空炉抽气系统及其抽气工艺。

背景技术

传统的真空炉抽气系统体积大，普遍采用大型串联抽气的高真空扩散泵+中真空罗茨泵机+粗抽泵组抽气，存在真空抽气系统庞大、能耗高、运行成本高、油蒸汽污染严重，影响真空产品质量等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种真空炉抽气系统，其采用并联抽气的电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵机组，取代现有的串联抽气的扩散泵+罗茨泵机组，实现简化抽气系统结构，降低抽气能耗，消除油蒸汽污染，提高真空产品质量的目的。

本发明是这样实现的，一种真空炉抽气系统，包括真空室，所述真空室分别连接有电弧钛泵、牵引分子泵和粗抽泵，所述牵引分子泵与一前级泵连接，所述真空室和牵引分子泵之间设有一第一真空阀，所述牵引分子泵和前级泵之间设有一第二真空阀，所述真空室和粗抽泵之间设有一第三真空阀；

所述电弧钛泵包括钛靶以及与所述钛靶连接的阴极弧源基座，所述钛靶设于所述真空室之内，所述阴极弧源基座设于所述真空室之外，所述阴极弧源基座通过一绝缘垫与所述真空室固定连接，所述阴极弧源基座上设有一永久磁铁，所述阴极弧源基座内设有一冷却水槽，所述阴极弧源基座上开设有一与所述冷却水槽连通的进水口和一与所述冷却水槽连通的出水口，所述钛靶和/或阴极弧源基座上开设有至少一与所述真空室连通的气孔。

进一步地，所述钛靶和阴极弧源基座连接处的残留空间还设有一弹性导热层。

具体地，所述弹性导热层由金属导热材料制成。

具体地，所述弹性导热层由非金属导热材料制成。

具体地，所述气孔的内径为2~3mm，所述气孔的数量为1~3个。

进一步地，所述真空室和电弧钛泵之间设有一第四真空阀。

本发明还提供了一种如前所述的真空炉抽气系统的抽气工艺，包括如下步骤：

（1）粗抽阶段：由粗抽泵抽气，将真空室的压强从大气压抽至50~200 Pa； 

（2）中真空阶段：由牵引分子泵+前级泵抽气，将真空室压强由50~200 Pa抽至0.1Pa；

（3）精抽阶段：由电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵抽气，将真空室压强由0.1 Pa抽至10^-2~10^-4Pa，其中，高真空的活性气体由电弧钛泵抽出，高真空的惰性气体以及中真空气体由牵引分子泵和前级泵抽出。

具体地，所述步骤（3）中，所述电弧钛泵抽气结束之后，暴露于大气之前，使所述钛靶冷却3~15min。

本发明的真空炉抽气系统及其抽气工艺，采用并联抽气的电弧钛泵+牵引分子泵+前级泵机组，取代现有技术串联抽气的高真空扩散泵+中真空罗茨泵机+粗抽泵机机组，其中，本发明的电弧钛泵用于快速抽除高真空的活性气体，牵引分子泵+前级泵用于快速抽除中真空气体以及高真空的惰性气体，本发明具有如下显著优点：

（1）电弧钛泵和牵引分子泵都是低能耗泵，加上电弧钛泵主要在精抽阶段运行，运行时间通常占整个抽气时间的70%左右，因此本发明可以显著降低抽气能耗；

（2）电弧钛泵和牵引分子泵都是无油蒸汽污染的清洁真空泵，消除了传统真空炉抽气系统的油蒸汽污染。

（3）本发明的电弧钛泵与真空室直接连通，省却了电弧钛泵与真空室之间的真空阀，简化了真空系统的结构，降低了真空系统的成本。

（4）粗抽泵仅在粗抽阶段运行，运行时间通常占整个抽气时间的1/10左右，而传统抽气工艺的粗抽泵需一直运行，因此显著节省了粗抽阶段的能耗，而且一套粗抽泵还能供3~10台真空炉抽气系统共用，节省了设备和资金，减少了占地空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的真空炉抽气系统的示意图；

图2是本发明实施例一提供的电弧钛泵的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一