PVD镀膜为叶片带来的关键性能提升
增强防护性能
有效抵御雨滴冲蚀、砂尘冲击与空气颗粒磨损,显著减少侵蚀导致的效率下降。
高温抗氧化
在高达 800–1100℃ 的工况下仍保持稳定,降低材料氧化速率,延长部件寿命。
提升耐腐蚀性
可抵抗潮湿、盐雾、燃烧产物及化学污染物的侵蚀。
表面强化与降摩
膜层硬度高(可达 HV2500+),摩擦系数低,使叶片运行更加稳定并减少能耗。
长期耐用、维护成本更低
镀膜后的叶片整体寿命显著延长,可减少维护频次与停机时间。
典型叶片种类与基材
常见叶片:
常用基材:
钛合金(如 Ti-6Al-4V)
镍基高温合金(Inconel、Rene 系列)
不锈钢
铝合金(辅助叶片)
核心PVD工艺技术
1. 多弧离子镀(高硬度防冲蚀层)
原理:高能离子蒸发金属并沉积到叶片表面,可通入氮、碳等反应气体形成氮化物、碳化物膜层。
优点:极高附着力、高硬度、耐冲蚀,适用于高速前端叶片。
2. 磁控溅射(低缺陷保护膜层)
适用于对表面光洁度和厚度均匀性要求极高的叶片区域。
优点: 膜层致密、均匀,抗氧化性能优异。
典型膜层方案与功能
| 目标性能 | 推荐膜层材料 | 工艺方式 | 特点与应用 |
|---|
| 抗雨滴冲蚀 | TiN、TiAlN、CrN | 多弧 / 溅射 | 抗冲蚀能力强,用于风扇与前级压气机叶片 |
| 高温抗氧化 | AlCrN、CrAlSiN | 溅射 | 适合中高温叶片,提高耐热循环能力 |
| 低摩擦 | DLC、MoS₂复合膜 | 溅射 | 降低表面摩擦,提高效率 |
| 耐腐蚀 | CrN、AlTiN | 多弧 | 适用于潮湿、盐雾环境下的部件 |
| 耐磨加固 | TiCN、CrCN | 多弧 / 溅射 | 增强叶片表面硬度与稳定性 |
应用领域
航空发动机压气机叶片
风扇叶片耐冲蚀强化
涡轮叶片高温保护
动子与静子叶片延寿
直升机桨叶前缘强化(可扩展)