（1）表面改性（功能膜形成）技術

　　為適應高溫化，在新材料開發、表面改性（功能膜形成）技術開發、冷卻結構設計和生產技術開發上都得到了發展。

　　在航天航空領域中，噴氣發動機等金屬零部件上的功能膜形成技術有CVD、PVD、電鍍、噴涂、堆焊等，這些技術的缺點是設備投資大，對技能的依賴性強，且有些工藝需增加清洗、制作掩膜等預處理工序及除去掩膜、邊界處理等后處理工序，有些還會產生熱變形、膜體剝落等問題，不適于流水線生產。

　　（2）新功能膜成形技術

　　IHI和三菱電機開發了一種能集成在機械加工生產線、可制備各種功能膜的新型成形技術，即在放電涂層技術的基礎上對模具及工具加工表面進行涂層的新技術。采用該新涂層技術，金屬陶瓷薄膜、厚的金屬堆焊層以及金屬陶瓷和金屬的混合層都能形成。由于利用了放電能量，故稱之為MS涂層（微弧涂層）。在此技術基礎上，進而開發出了適用于各種零部件的功能薄膜或堆焊層。

　　MS涂層技術

　　MS涂層技術是采用含金屬或陶瓷等成分的電極進行放電表面處理，形成耐久性、耐磨性優異的高質量功能薄膜技術。由于不需要熟練操作人員和前后處理工序，適合于自動化生產線；又因不需要昂貴的蒸發爐等設備，簡化了制造工程，費用大大降低。

　　（1）MS涂層的原理

　　將由涂層材料粉末做成的電極與被處理材料放入絕緣油中加電壓，此時，電極與被處理材料間開始脈沖放電（每秒約1萬次），電極材料逐漸向基體遷移，材料溶融接合，形成薄的陶瓷涂層或厚的金屬堆焊層。通過選用不同的電極和加工條件，能形成致密光滑或疏松帶孔的涂層組織。

　　（2）MS涂層的主要優點

　　金屬表面涂層的主要方法有堆焊、噴涂、電鍍等，MS涂層和這些方法相比有如下優點（見表1）。

　　表1 MS涂層和其它技術的比較

　　特性：MS涂層－電鍍－堆焊－噴涂

　　集成于生產線：容易－困難－困難－困難

　　費用：小－大－中－大

　　前后序處理：幾乎不需要－掩膜保護－需精加工－掩膜保護

　　質量：穩定－可剝落－產生裂紋－可剝落

　　變形：沒有－沒有－大－有

　　涂層材質：陶瓷、金屬－金屬－金屬－陶瓷、金屬

　　①基體變形極小，沒有裂紋

　　焊接時焊接部分的熱脹冷縮很大，極易產生變形及裂縫。MS涂層時產生的是微量級的微細脈沖放電，由于在其局部反復進行溶融接合，基體的收縮受到限制，因此變形很小，沒有裂紋。

　　②涂層薄膜不會剝離

　　采用噴涂、電鍍等方法時金屬僅附著在基體的表面，有剝離的可能性，而MS涂層是溶融接合，不會產生剝離。

　　③能在要求位置上加工，毋需前處理工序

　　由于MS涂層只在電極和基體放電處生成涂層，因此不像噴涂、電鍍等工藝需掩膜保護等前處理工序。

　　④不依賴于技能就能確保可靠的質量

　　傳統的溶接作業，為了保證質量，需要熟練技工手工作業，而采用MS涂層設備，不依賴于熟練技工，就能確保質量的可靠。

　　⑤組建小規模生產線成為可能

　　噴涂、電鍍等設備規模大才能組成生產線，而MS涂層設備規模小，能方便組成生產線。

　　應用實例和可應用場合

　　MS涂層技術在噴氣發動機中的應用有的正在進行試驗，有的已在飛機上進行了實際工況的驗證。

　　（1）高溫耐磨實例

　　低壓透平動葉片凸緣的摩擦面上堆焊了含鉻的鈷合金。采用焊接工藝時，有大量余量須手工后序去除。而MS涂層能堆積成所要求的厚度尺寸，不需再加工。

　　由該堆積層采用傳統焊接法和MS涂層法的磨損狀況比較可以看出，從低溫到高溫，MS涂層都沒有多大的磨損。

　　試驗條件：表面壓強：7MPa；振幅：1mm；摩擦次數：100萬次。

　　采用MS技術涂覆TiC涂層的零件比未涂層的同一種零件的耐磨性要優良得多。

（2）耐磨損實例

①對低壓透平動葉片凸緣0.7mm厚的密封端部涂覆了金屬陶瓷。將涂層件與靜止件蜂窩密封部分摩擦，蜂窩密封處已出現一定程度磨損時，涂層件沒有磨損，無涂層時就有磨損，蜂窩上形成了金屬材料的轉移。

②壓縮機動葉片端部內側曲面上涂覆15μm厚的金屬陶瓷，空氣密封所用密封的厚0.3mm頂端涂覆金屬陶瓷。當有摩擦時，只是靜止零件的密封部分被磨損，自身沒有磨損。由于葉片端部磨損后，發動機性能下降，需進行定期檢查和堆焊修補，采用MS涂層后，大大減少了堆焊修復的頻率。

　　（3）堆焊修理實例

　　①用鎳合金制成的壓縮機動葉片的端部堆焊0.4mm的鈷合金。葉片前緣和后緣厚度僅為0.2mm,但卻可以堆焊0.4mm厚的鈷合金。

　　②在單向凝固的鎳合金材料透平機動葉片前端堆焊0.4mm的鈷合金。在單向凝固材料上進行焊接是很困難的，須沒有焊接裂紋，且需保證前端部的凹度，采用微弧堆焊是可行的工藝方案。

　　③鎳合金的低壓透平機靜止葉片位置的溝槽側面堆焊0.4mm的鈷合金。即使是狹窄的溝槽，只要電極能接近，就可以進行微弧堆焊和涂層。

　　④在鎳合金工件外圓上使用小電極可對回轉工件進行均勻的金屬堆焊。并可方便地對不允許變形的已加工完成的工件進行修補。

（4）軸的涂層實例

　　使用小電極，將工件回轉，能在鎳合金的外圓上均勻涂覆金屬陶瓷。涂覆后工件表面硬度可達HV2000，耐磨性得以提高，且金相組織結構沒有發生改變。

　　IHI公司正在噴氣發動機領域大力推廣MS技術，它特別適用于耐高溫、高壓及高速回轉時耐磨損要求的噴氣發動零部件。

　　三菱電機和IHI公司合作開發的MS涂層技術，在引進歐美技術占主導地位的航天航空領域中，使日本有了自主知識產權的涂層技術。下一步，公司計劃將向汽車、發電機等領域擴展。

　　MS涂層技術的開發、制造及銷售由三菱電機承擔。