葉輪作為氣冷羅茨泵的核心運動部件，直接接觸輸送氣體并承受機械載荷與熱應力，其材質選擇需綜合考量耐磨性、耐腐蝕性、導熱性及力學強度，不同材質適配不同工況需求。以下梳理四類主流葉輪材質，結合性能特點與應用場景展開分析。

一、鑄鋁合金：中小功率常規工況首選

鑄鋁合金（如 ADC12、A356）是氣冷羅茨泵葉輪的最常用材質，占比超 70%。其核心優勢在于輕量化，密度僅 2.7g/cm3，遠低于鋼材，可大幅降低葉輪旋轉慣性，減少電機負荷與軸承磨損，尤其適配轉速 1500-3000r/min 的中小功率泵（抽速≤1000L/s）。同時，鋁合金導熱系數達 120-150W/(m・K)，能快速傳遞葉輪運轉產生的熱量，配合氣冷系統可有效控制葉輪溫度，避免熱變形。

在加工性能上，鑄鋁合金流動性好，可通過壓鑄一體成型，表面粗糙度易控制在 Ra0.8μm 以下，滿足葉輪高精度配合需求。但需注意，普通鑄鋁合金耐腐蝕性較弱，僅適用于抽送干燥空氣、氮氣等惰性氣體的常規工況，若接觸含水分或輕微腐蝕性氣體，需對葉輪表面進行陽極氧化處理，形成 5-10μm 厚的氧化膜，提升耐蝕性。此外，其硬度較低（HB80-110），長期抽送含粉塵氣體易磨損，需搭配高效進氣過濾裝置。

二、不銹鋼：腐蝕性與高潔凈工況必備

針對腐蝕性氣體（如化工行業的酸堿蒸汽）或高潔凈需求（如半導體行業），不銹鋼葉輪（304、316L）成為優選。304 不銹鋼含 18% 鉻、8% 鎳，具備基礎耐蝕性，可耐受中性鹽霧環境與弱腐蝕性氣體；316L 不銹鋼額外添加 2%-3% 鉬，耐晶間腐蝕與氯離子腐蝕能力顯著提升，適用于沿海高濕度環境或抽送含氯氣體（如鹽酸霧）的工況。

不銹鋼葉輪力學強度高（抗拉強度≥520MPa），表面硬度達 HB150-180，耐磨性優于鋁合金，可減少粉塵顆粒造成的磨損。但不銹鋼密度大（7.9g/cm3），葉輪慣性力大，需搭配更高功率電機，且導熱系數低（16-21W/(m・K)），易出現局部過熱，需在葉輪內部設計空心散熱通道，增強冷卻效果。此外，不銹鋼加工難度高，需采用五軸銑削工藝成型，成本約為鋁合金的 3-4 倍，多用于特殊工況。

三、鈦合金：高端精密與極端工況適配

鈦合金（TC4、TA2）葉輪適用于對重量、耐蝕性、強度有嚴苛要求的高端場景，如航空航天真空系統、半導體離子注入設備。TC4 鈦合金密度僅 4.5g/cm3，介于鋁與鋼之間，既滿足輕量化需求，又具備超高強度（抗拉強度≥860MPa），可承受高速旋轉（轉速≥4000r/min）產生的離心力。其耐蝕性極強，在海水、強酸（除氫氟酸外）、強堿環境中均能穩定工作，且無金屬離子析出，符合半導體行業超高潔凈標準。

但鈦合金存在明顯短板：導熱系數低（約 16W/(m・K)），需通過特殊表面處理（如噴涂石墨烯導熱涂層）提升散熱；加工難度極大，切削效率僅為鋼材的 1/5，且焊接、成型工藝復雜，成本高達不銹鋼的 5-8 倍，僅限高端精密設備使用。

四、工程塑料：輕載低腐蝕特殊場景

工程塑料（如 PPS、PEEK）葉輪適用于輕載、低轉速（≤1000r/min）且氣體無強腐蝕的場景，如食品真空包裝、醫藥凍干設備。PPS 塑料耐高溫（長期使用溫度 200℃）、耐化學性好，可耐受弱酸堿氣體；PEEK 塑料強度更高（抗拉強度≥90MPa），耐溫性可達 260℃，且具備優異的電絕緣性，避免靜電吸附粉塵。

塑料葉輪重量輕、慣性小，運行噪音低（比金屬葉輪低 3-5dB），且加工成本低，可通過注塑批量生產。但其缺點明顯：剛性差，長期運行易變形，影響間隙精度；耐磨性弱，無法抽送含硬質顆粒的氣體；耐溫上限低，超過 300℃會軟化，僅限特定輕載工況使用。

材質選擇核心原則

選擇葉輪材質需遵循 “工況匹配” 原則：優先根據氣體性質（腐蝕性、含塵量）確定耐蝕等級，再結合泵轉速、功率確定強度與重量需求，最后平衡成本與性能。例如，常規空氣抽送選鑄鋁合金；化工腐蝕性氣體選 316L 不銹鋼；半導體高潔凈場景選鈦合金；食品醫藥輕載場景選工程塑料。同時，需關注材質與冷卻系統的適配性，如導熱性差的材質需搭配強化散熱結構，確保葉輪長期穩定運行。