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為了在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械（壓氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等）的葉片與殼體之間形成理想的密封狀態(tài)，以獲得最大的流體動(dòng)力壓差，可采用可磨耗涂層技術(shù)來(lái)提高整機(jī)效率，降低能耗，延長(zhǎng)整機(jī)使用壽命。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造中，采用可磨耗涂層能成功減小轉(zhuǎn)子與機(jī)匣的間隙。針對(duì)壓氣機(jī)渦輪與外環(huán)之間的間隙控制，其理想結(jié)果是：摩擦不會(huì)引起渦輪或其它壓氣機(jī)部件的損傷，如軸承或齒輪；摩擦后，可磨耗涂層的表面要極其光滑，并且無(wú)涂層材料轉(zhuǎn)移至渦輪，如果殘留表面不光滑，將會(huì)對(duì)氣流導(dǎo)向產(chǎn)生負(fù)面影響，從而影響機(jī)器效率，如果可磨耗材料轉(zhuǎn)移到渦輪上，可能引起不平衡，同樣會(huì)影響壓氣機(jī)的性能。直至目前，針對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣路密封問(wèn)題，已經(jīng)發(fā)展了一系列的可磨耗涂層材料，采用可磨耗涂層不僅可用于表面空氣密封部位來(lái)減小間隙，而且可用于迷宮式密封來(lái)疏導(dǎo)冷卻空氣，減少發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮空氣損失，并保持轉(zhuǎn)子軸的壓力平衡。

      除了在早期曾經(jīng)采用火焰噴涂純鋁涂層來(lái)用作可磨耗涂層外，目前所用的可磨耗涂層多數(shù)是由兩種材料組成的，分別是金屬本體和非金屬填料，填料的作用是減弱金屬本體的整體性，增強(qiáng)涂層的可磨耗性能。可磨耗涂層所用噴涂粉末為兩種材料組成的混合粉或團(tuán)聚粉。
      采用等離子噴涂或粉末火焰噴涂技術(shù)，在壓氣機(jī)殼體上噴涂質(zhì)軟的可磨耗涂層，在壓氣機(jī)葉片端部噴涂硬質(zhì)耐磨鈷包碳化鎢涂層，可在兩者之間形成理想的控制密封間隙，是20世紀(jì)70年代航空航天部門迅速發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)制造技術(shù)，是現(xiàn)代熱噴涂技術(shù)的重要應(yīng)用之一。
      1.可磨耗涂層的選擇
      在實(shí)際應(yīng)用中，選擇可磨耗涂層的依據(jù)主要有兩點(diǎn)，一是環(huán)境工作溫度；二是涂層硬度要求。常用可磨耗涂層的硬度、最高使用溫度及其所用噴涂工藝如表所示。

可磨耗涂層噴涂工藝與性能

2.可磨耗涂層的制備
      制備可磨耗涂層的方法主要包括火焰噴涂和等離子噴涂?jī)煞N，在實(shí)際應(yīng)用中選擇何種方法應(yīng)以粉末供應(yīng)商推薦的方法或通過(guò)試驗(yàn)確定。采用Praxair公司FP-73火焰粉末噴槍噴涂鎳包石墨可磨耗涂層參數(shù)設(shè)置如表所示。

FP-73火焰粉末噴槍噴涂鎳包石墨參數(shù)設(shè)置

可磨耗涂層的性質(zhì)不僅與粉末成分密切相關(guān)，而且隨噴涂參數(shù)變化較大，噴涂工藝一經(jīng)確定，就應(yīng)嚴(yán)格控制，這對(duì)保證涂層質(zhì)量是非常重要的。對(duì)可磨耗涂層來(lái)講，硬度是影響涂層性能的重要參數(shù)之一，必須嚴(yán)格控制。
      用于硬度檢測(cè)的可磨耗涂層的試樣需要特別制備。首先，要求涂層厚度必須滿足一定要求，若涂層小于2毫米時(shí)，會(huì)導(dǎo)致硬度測(cè)量值不準(zhǔn)確；其次，測(cè)量表面必須平整，最好用60#碳化硅干砂紙輕輕研磨，太重的研磨壓力會(huì)導(dǎo)致硬度測(cè)量不準(zhǔn)確，測(cè)量表面粗糙度要控制在Ra6-9；第三，硬度測(cè)量要采用標(biāo)準(zhǔn)的表面硬度計(jì)，選擇12.7毫米鋼球和15公斤載荷，硬度讀數(shù)為HR15Y。
      在針對(duì)一種全齒輪傳動(dòng)的壓氣機(jī)渦輪與外環(huán)的可磨耗涂層研究中發(fā)現(xiàn)，所采用的五種可磨耗涂層均沒(méi)有出現(xiàn)由于摩擦而使機(jī)器負(fù)荷過(guò)高的現(xiàn)象。但是，采用火焰噴涂的Ni包石墨（85-15）可磨耗涂層會(huì)使渦輪葉輪邊緣受到損壞，局部區(qū)域出現(xiàn)變色現(xiàn)象，渦輪損害嚴(yán)重；采用等離子噴涂的AlSi/40wt%聚脂、AlSi/50wt%聚脂和AlSi-BN/聚脂可磨耗涂層，發(fā)生涂層材料轉(zhuǎn)移現(xiàn)象，涂層材料被轉(zhuǎn)移至渦輪葉輪邊緣，并形成結(jié)疤；而采用等離子噴涂的AlSi-BN可磨耗涂層，當(dāng)涂層硬度超過(guò)60HR15Y時(shí)，也會(huì)發(fā)生可磨耗涂層材料向渦輪葉輪邊緣轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象，而當(dāng)硬度低于60HR15Y時(shí)，轉(zhuǎn)移現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生，而且摩擦后的外環(huán)涂層表面光滑無(wú)暇疵，有利于壓縮氣流的流動(dòng)導(dǎo)向，也不會(huì)影響整機(jī)的動(dòng)平衡，完全能夠滿足壓氣機(jī)渦輪葉輪與外環(huán)之間的間隙控制要求。
      在制備可磨耗涂層時(shí)要特別注意，在每一次噴涂零件之前，均應(yīng)進(jìn)行試噴，并對(duì)試片進(jìn)行硬度檢驗(yàn)，若涂層硬度滿足要求，則說(shuō)明涂層的可磨耗性能也能夠滿足，然后，才能夠?qū)α慵M(jìn)行噴涂。若涂層硬度不滿足需要，須對(duì)噴涂工藝進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。對(duì)火焰噴涂來(lái)講，調(diào)整硬度方法之一是在保持氣體流速、噴涂距離和移槍速度不變的條件下改變粉末流速，降低粉末流速會(huì)增加涂層硬度，反之，會(huì)降低涂層硬度，逐次改變粉末流速并檢驗(yàn)涂層硬度，直至硬度合格；方法之二是在保持粉末流速、噴涂距離和移槍速度不變時(shí)調(diào)整氧氣和燃燒氣體流速，同時(shí)降低氧氣和燃燒氣體的流速會(huì)導(dǎo)致涂層硬度降低，反之，會(huì)增加涂層硬度，逐次改變并檢驗(yàn)涂層硬度，直至硬度合格。
     在制備可磨耗涂層時(shí)還要注意嚴(yán)格控制基體溫度，這對(duì)獲得正確的涂層硬度非常重要，正式噴涂前應(yīng)將基體預(yù)熱至90-120℃，而在噴涂過(guò)程中則要控制基體溫度不超過(guò)180℃，基體過(guò)熱會(huì)導(dǎo)致涂層硬度增加。
此外，在噴涂可磨耗涂層時(shí)，最好將噴涂速率控制在每遍0.1毫米左右。
    3.可磨耗涂層的加工
     對(duì)于可磨耗涂層來(lái)講，它是由金屬或耐熱合金包覆芯核材料形成的復(fù)合材料，由于芯核材料屬松軟、輕質(zhì)、易碎、易刮削的非金屬顆粒，如石墨、硅藻土、膨潤(rùn)土、六方氮化硼、ZrO2等，磨削產(chǎn)生的壓力和熱量會(huì)改變涂層的性質(zhì)，因此，可磨耗涂層的加工不采用磨削方法，而推薦采用車削方法。在車削加工時(shí)，要嚴(yán)格控制加工參數(shù)，它與控制噴涂參數(shù)一樣重要。
在車削可磨耗涂層時(shí)，一般采用較小的進(jìn)刀量、較慢的旋轉(zhuǎn)速度和較慢的走刀速度。例如，采用Metco 6P火焰噴槍噴涂的Metco 310NS鋁包石墨可磨耗涂層，推薦采用尖的碳化鎢車刀進(jìn)行干式車削加工，車床線速度控制在2m/s，走刀量控制在0.06mm/pr，進(jìn)刀量控制在0.25mm/次。車削時(shí)要保證不會(huì)刮出涂層中的顆粒，并且，在使用前必須對(duì)車削加工表面進(jìn)行徹底清理。