Зносостійкість

Доведено перспективність використання комбінованих теплових, йонних та деформаційних впливів у якості інструменту цілеспрямованої модифікації структурно-фазових станів приповерхневої області широкого класу конструкційних і функціональних металевих матеріалів для збільшення довговічності, якості і надійності деталей, виробів і конструкцій транспортного машинобудування та медицини. Досліджено сталі 40Х13, 08Х18Н10, 9Г2ФA, алюмінієві сплави АМг6, Д16, кобальтовий сплав Co-Cr-Mo-W, латунь ЛС59-1, титановий сплав ВТ6, багатокомпонентні сплави Fe81B7Si1P10Cu1, CrMnFeNi2CoCu тощо.

Запропоновано новий підхід для створення композиційних зносостійких покриттів, який полягає у реалізації переваг об’єднання ефекту механічної нанокристалізації і перебігу механохімічних реакцій у приповерхневих шарах оброблюваних ультразвуковою ударною обробкою (УЗУО) матеріалів у хімічно-активних та інертних середовищах. Це принципово відрізняє запропоновану методику від відомих методів синтезу об’ємних композиційних матеріалів і забезпечує більш ефективне, порівняно із термічним обробленням та стандартними схемами УЗУО, зміцнення поверхні.

Підвищення експлуатаційних властивостей, зокрема зносостійкості поверхонь деталей і конструкцій досягається модифікацією поверхневих шарів наноутвореннями шляхом введення нанопорошків у зварювальну ванну при електродуговому наплавленні та у покриття при газотермічному напиленні.

Створено технологію, для зміцнення поверхні металевих виробів та для очищення матеріалів від поверхневих забруднень (без шкідливих викидів продуктів лазерної ерозії в атмосферу. Створено технологію формування заданого мікрорельєфу поверхні виробу та обладнання для її реалізації, встановлено оптимальні режими лазерної обробки (швидкість переміщення лазерного променя, густина потужності, частота слідування імпульсів, величина розфокусування, крок між лунками).

Розроблена екологічно ефективна і ресурсозберігаюча технологія одержання та фінішної обробки принципово нових зносостійких композиційних деталей для експлуатації у вузлах постдрукарського обладнання на основі шліфувальних відходів легованих алюмінієвих сплавів – силумінів з твердим мастилом (або без нього) дозволяє виготовляти нові деталі, які за зносостійкістю суттєво перевищують відомі деталі, що працюють у аналогічних умовах.

Показано збільшення триботехнічних характеристик титанових сплавів в умовах тертя без змащування, абразивного зношування, жаростійкості, корозійної стійкості після дифузійного насичення поверхні азотом, вуглецем, киснем, хромом, алюмінієм.
Встановлена можливість інтенсифікації процесів дифузійного насичення за рахунок введення в реакційний простір активаторів, а також попередньою активацією поверхні магнітно-абразивною обробкою, що насичується. Це дозволяє знизити температуру насичення титану та його сплавів до 550-900 0С та зменшити час насичення до 2-3 годин.

Досліджено і запропоновано фізичні принципи формування мікро- та наноструктурних станів в приповерхневих шарах, які полягають в наступному: суперпозиція (поєднання) процесів деформації тертям та деформації перемішуванням що забезпечує такі наперед задані особливі структурно-фазові неоднорідності (розподіли) по глибині покриття (наприклад, мікро- і наноструктурування приповерхневих шарів на глибинах міліметрового діапазону від поверхні виробів, що значно перевищує глибини мікро- та наноструктурування під дією лише тертя; формування приповерхневих шарів, які складаються з когезійно пов’язаних