可磨耗封严涂层作用及应用

为了在高速旋转机械(压气机、燃气轮机等)的叶片与壳体之间形成理想的密封状态，以获得最大的流体动力压差，可采用可磨耗涂层技术来提高整机效率，降低能耗，延长整机使用寿命。在航空发动机制造中，采用可磨耗涂层能成功减小转子与机匣的间隙。针对压气机涡轮与外环之间的间隙控制，其理想结果是：摩擦不会引起涡轮或其他压气机部件的损伤，如轴承或齿轮；摩擦后，可磨耗涂层的表面要极其光滑，并且无涂层材料转移至涡轮。如果残留表面不光滑，将会对气流导向产生负面影响，从而影响机器效率；如果可磨耗材料转移到涡轮上，可能引起不平衡，同样会影响压气机的性能。截至目前，针对喷气发动机气路密封问题，已经发展了一系列的可磨耗涂层材料。采用可磨耗涂层不仅可用于表面空气密封部位来减小间隙，而且可用于迷宫式密封来疏导冷却空气，减少发动机压缩空气损失，并保持转子轴的压力平衡。

除了在早期曾经采用火焰喷涂纯铝涂层用作可磨耗涂层外，目前所用的可磨耗涂层多数是由两种材料组成的，分别是金属本体和非金属填料，填料的作用是减弱金属本体的整体性，增强涂层的可磨耗性能。可磨耗涂层所用喷涂粉末为两种材料组成的混合粉或团聚粉。

采用等离子喷涂或粉末火焰喷涂技术，在压气机壳体上喷涂质软的可磨耗涂层，在压气机叶片端部喷涂硬质耐磨钴包碳化钨涂层，可在两者之间形成理想的控制密封间隙，是20世纪70年代航空航天部门迅速发展起来的先进制造技术，是现代热喷涂技术的重要应用之一。