Добірка наукової літератури з теми "Напилені покриття"

Робота присвячена підвищенню надійності та довговічності деталей циліндро-поршневої групи двигунів внутрішнього згоряння. Зміцнення деталей машин можливе за рахунок застосування спеціальних технологічних процесів. Сучасні матеріали та покриття повинні задовольняти високим робочим температурам і навантаженням. Хромування, борування та іонно-плазмове напилення не задовольняють встановленим вимогам якості. Алюмінієвий поршень зазнає руйнувань в районі головки. Це проявляється у накопиченні шпарин, каналів, слідів вимивання сплаву.Окрім цього, внаслідок нагрівання, втрачається міцність алюмінієвого сплаву більше, ніж у 2 рази.Запропоновано створення та застосування покриття, яке б витримувало робочі температури понад 2000ºС, а також ударно-пульсуючі навантаження. Пропонується детонаційно-газовий метод напилення. Він характеризується універсальністю матеріалів: від полімерів до тугоплавкої кераміки, любі метали і сплави. Напилені частинки володіють високою кінетичною енергією. Покриття характеризується високою міцністю, яка сягає 180…200 МПа, твердістю HRCe 60, мінімальною шпаринністю. Температурний вплив при напиленні на заготовку незначний. Запропоновано послідовність підготовчих операцій. Зміцненню підлягали поршень та жарове кільце на детонаційно-газовій установці «УН-102». Застосовувався маніпулятор, що використовує енергію пострілу установки. Отримані поверхні характеризуються регулярною макроструктурою (хвилястістю).Нанесенню підлягав нікель-алюмінієвий сплав. Товщиною покриття – 150…270 мкм, твердість – HV 550, адгезія до основи – 94…100 МПа.Результати досліджень на деталях циліндро-поршневої групи засвідчили зниження робочих температур, внаслідок припрацьовування покриття та якісного ущільнення камери згоряння. Довговічність кілець становить 1,6·106…2,3·106 , що свідчить про значне підвищення опору втомі та ресурсу роботи. Запропонована технологія є придатною та рекомендується до впровадження у серійне виробництво.

Захисні та функціональні покриття на основі оксидів становлять значний інтерес для наукомістких галузей промисловості. Особливий інтерес представляє оксид алюмінію, дешевий і доступний, виробництво порошків якого освоєно в промислових масштабах. У статті розглянуті особливості одержання оксидних покриттів методом детонаційно-газового напилення. Розглянуто можливості управління механізмами структуро- і фазоутворення при формуванні шарів покриття при детонаційно-газовому напиленні порошками оксидів алюмінію, цирконію, титану, заліза і кобальту. Вивчено закономірності формування покриттів при напиленні різними порошками оксиду алюмінію при різних умовах детонаційно-газового напилення. Вивчено залежності площі поперечного перерізу одиничної плями напилення і твердості покриттів з оксиду алюмінію від витрати кисню, об’ємного співвідношення газів – компонентів горючої суміші й коефіцієнта заповнення стовбура горючою сумішшю, а також дистанції напилювання. Розглянуто поліморфні перетворення при формуванні покриттів з оксиду алюмінію. Розглянуто також перетворення при формуванні покриттів на основі оксидів титану, цирконію, заліза і кобальту і їх залежність від технологічних параметрів.

Показана роль контактної взаємодії частинок, що напилюються, з основою у формуванні міцних газотермічних покриттів. В якості основних структуроутворюючих елементів в покриттях прийняті сплети – поодинокі напилені частинки. Проаналізовано основні фактори, що визначають структуру і властивості газотермічних покриттів в процесі напилення, причому найважливішу роль відіграє утворення контакту частинка – основа і процеси, що протікають на ньому. Проаналізовано основні фактори, що визначають взаємодію матеріалів частинки та основи. Розглянуто основні роботи, присвячені проблемі схоплювання частинок з основою при напиленні. Запропоновано при аналізі утворення фізичного контакту розглядати площу контакту, що утворюється, з урахуванням розмірів напилюваних частинок і наявності на поверхні основи мікро- і наношорсткості чотирьох рівнів: номінальної, контурної, фактичної і фізичної. Фізична площа контакту на кілька порядків менше контурної площі та на її площадках формуються найбільш міцні адгезійні зв'язки. Запропоновано рівняння для оцінки фізичної площі контакту в зоні дії напірного тиску.

Розглянуто особливості отримання композиційних покриттів, в тому числі алюмокерамічних, газотермічними методами напилення. Зіставлені технологічні характеристики сучасних методів напилення, показана позитивна роль у формуванні покриттів високої швидкості напилюваних частинок. Особливий інтерес для отримання захисних і функціональних покриттів представляє алюміній, найпоширеніший метал на Землі. Робота присвячена аналізу можливостей отримання металооксидних покриттів методами газотермічного напилення порошками чистих металів в режимі горіння й експериментальна перевірка отримання алюмокерамічних покриттів методом детонаційно-газового напилення порошками алюмінію. Показана можливість використання горіння металів при газотермічному напиленні для отримання металооксидних і оксидних покриттів. Зіставлені значення параметрів, що визначають схильність до утворення покриттів, а саме, температури плавлення, густини, параметра складності плавлення і коефіцієнта акумуляції тепла для деяких металів і їх оксидів. Були проведені експерименти з детонаційно-газового напилювання покриттів порошками алюмінію. Показана можливість отримання композиційних покриттів алюміній-оксид алюмінію. Встановлено, що властивості одержуваних покриттів визначаються відносним вмістом в покриттях оксидів алюмінію, що залежить від ступеня окислення частинок алюмінію, їх вихідного розміру та вмісту кисню в детонаційній суміші газів. Розроблено рекомендації щодо створення спеціалізованого обладнання, а також розглянуті перспективні напрямки дослідження процесів горіння частинок металів і сплавів при детонаційно-газовому і газополуменевих методах напилення.

В роботі наводяться результати удосконалення технології формування струмопровідних електродів п’єзоелектричних елементів та розробка пристроїв з п’єзоелектричної кераміки з розділеними електродами методом, що базується на технології комбінованої електронно-променевої модифікації. Показано перспективу використання методу термовакуумного напилення при отриманні покриттів електродів на виробах з п’єзоелектричної кераміки сорту ЦТС. Особливістю такого комбінованого методу є здійснення його в одному технологічному циклі «термовакуумне осадження – електронно-променева модифікація покриття» за незмінних умов робочого середовища, що виключає утворення хімічних сполук в осаджуваному покритті на проміжному етапі формування наноструктурних утворень. Встановлено, що утворені за запропонованою технологією срібні покриття на п’єзоелектричних елементах є більш рівномірними та однорідними порівняно з покриттями, отриманими у традиційний (промисловий) спосіб. Як практичний результат реалізації запропонованої в статті технології розроблено конструкції пристроїв п’єзоелектроніки на основі елементів із п’єзоелектричної кераміки зі сформованими на їх поверхні розділеними електродами, зокрема багатосекційного п’єзоелектричного перетворювача. Найбільш цікавим у цьому випадку є те, що п’єзоелемент (пружне монолітне тверде тіло) може одночасно мати різні властивості внаслідок технологічних можливостей методу термовакуумного напилення. Зміна розмірів електродів, їх взаємне розташування дають змогу впливати на параметри вихідних сигналів і відкривають широкі можливості для створення п’єзоелектричних перетворювачів для комп’ютерних систем критичного застосування. Основна перевага використання перетворювачів з п’єзокерамічних матеріалів у комп’ютерних системах пов’язана з їх особливою конструкцією, що дає можливість реалізувати принципово різні схеми в одному такому елементі.

У статті проведено аналіз та порівняння найбільш поширених методів поверхневого зміцнення деталей машин покриттями. Відзначено, що шляхом використання захисних покриттів можна вирішувати низку науково-технічних проблем машинобудування, забезпечуючикомплексне раціональне використання властивостей основи деталі та властивостей матеріалу захисного покриття. Мета дослідження – провести аналіз і порівняння сучасних методів поверхневого зміцнення деталей машин металевими електрохімічними хромовими та оксидними покриттями і встановити тенденції їх розвитку. Для проведення досліджень технологій нанесення електрохімічних хромових покриттів на сталь та алюміній і формування оксидних покриттів на алюмінієвих литих та деформованих сплавах у режимі анодування та плазмоелктролітичного оксидування в електроліті застосували системний підхід і використали бібліографічний метод. Під час досліджень використовували електронні ресурси бібліографічних реферативних баз даних: Scopus, Web of Science, Google Scholar. Досліджено технологічні процеси нанесення металевих електрохімічних хромових покриттів на сталь, мідь та алюміній. Розглянуто процеси електролізу в спокійному та проточному електроліті на основі шестивалентного та тривалентного хрому за різних струмових режимів. Вивчено формування оксиднихпокриттів на алюмінієвих деформованих, литих сплавах та напилених алюмінієвих шарах, а також магнієвих сплавах. Встановлено, що тверде анодування забезпечує одержання оксидних покриттів меншої товщини порівняно з інноваційним методом – плазмоелектролітичним оксидуванням. Описано хімічні, електро- та плазмохімічні реакції під час утворення шарів оксидних покриттів. Проведено порівняння технологічних режимів нанесення та властивостей сформованих покриттів. Наукова новизна отриманих результатів дослідження полягає у застосуванні системного підходу до аналізу та порівняння сучасних методів формування металевих електрохімічних хромових та оксидних покриттів і визначенні перспектив їх подальшого вдосконалення. Практична значущість – обґрунтувано раціональний вибір металевих та оксидних покриттів для зміцнення деталей машин.

Розглянуто перспективи використання методу неруйнівних випробувань безперервним вдавленням індентора для визначення механічних властивостей газотермічних покриттів. Проведено випробування з оцінки мікротвердості й модуля пружності композиційних покриттів на основі карбідів вольфраму і хрому, отриманих методом детонаційно-газового напилення. Розглянуто діаграми проникнення для покриттів з порошків ВК8, ВК15, ВК18С, КХН15С. Показано, що при оптимальних режимах напилювання мікротвердість одержуваних покриттів близька до мікротвердості спечених твердих сплавів того ж складу. Визначено значення коефіцієнтів варіації значень мікротвердості зі збільшенням глибини відбитка для зразків зі спеченого твердого сплаву і напилених покриттів. При оптимальних режимах напилювання досягаються не тільки максимальні значення мікротвердості та модуля пружності покриттів, але і більш однорідні структура і механічні властивості покриттів. Більш чутливими до змін технологічних параметрів є значення модуля пружності напилених покриттів, що більш зручно при відпрацюванні технологічних процесів.

Розглянуто перспективи використання методу неруйнівних випробувань безперервним вдавленням індентора для визначення механічних властивостей газотермічних покриттів. Проведено випробування з оцінки мікротвердості й модуля пружності композиційних покриттів на основі карбідів вольфраму і хрому, отриманих методом детонаційно-газового напилення. Розглянуто діаграми проникнення для покриттів з порошків ВК8, ВК15, ВК18С, КХН15С. Показано, що при оптимальних режимах напилювання мікротвердість одержуваних покриттів близька до мікротвердості спечених твердих сплавів того ж складу. Визначено значення коефіцієнтів варіації значень мікротвердості зі збільшенням глибини відбитка для зразків зі спеченого твердого сплаву і напилених покриттів. При оптимальних режимах напилювання досягаються не тільки максимальні значення мікротвердості та модуля пружності покриттів, але і більш однорідні структура і механічні властивості покриттів. Більш чутливими до змін технологічних параметрів є значення модуля пружності напилених покриттів, що більш зручно при відпрацюванні технологічних процесів.

Актуальність теми дослідження. Плазмове напилення для створення захисник покриттів у різних галузях машинобудування, ремонту та відновлення є достатньо поширеним, зокрема при покращенні показників стійкості в авіаційних та судових двигунах, турбінах завдяки відносній простоті, низький вартості компонентів, отриманні високих результатів. Постановка проблеми. Однак поряд з явними перевагами плазмових покриттів вони мають достатньо суттєві недоліки, зокрема ті, що напилюються як захист від впливу тепла й мають схильність до відшарування, зокрема при неефективних складових матеріалів для їх нанесення на вузли та деталі й недостатньо вивчені щодо властивостей. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Відзначено, що напилення, яке проводиться за допомогою плазмового потоку, є дієвим технологічним засобом отримання надійних покриттів, у тому числі й теплозахисних, при цьому показано, що поруч з уже проведеними дослідженнями є проблеми, які потребують подальших пошукових робіт. Мета роботи. Метою цієї роботи є визначення характеристик плазмових покриттів, розробка математичного опису одного з них для використання як одного з параметрів та порівняльний аналіз запропонованих та отриманих результатів, зокрема з тими, що вже існують на теперішній час. Виклад основного матеріалу. Методами фізичних експериментів за вже існуючими методиками, спеціально розробленого математичного опису, отримання та детального опису й аналізу мікрошліфів покриттів при різних способах їх отримання встановлюються переваги покриттів, які нанесені способом плазмового напилення, при цьому підкреслено, що якісні покриття можуть бути отримані як в контрольованій, так не в контрольованій атмосфері. Висновки відповідно до статті. Встановлено, що здебільшого на стійкість напиленого шару щодо теплових впливів впливає склад матеріалу для напилення, при цьому необхідно виконувати тришарове напилення різними за складом матеріалів для кожного шару при певних відстанях сопла плазмотрона від поверхні. Також необхідно враховувати потужність плазмотрона при виконанні процесу.

Актуальність теми дослідження. У світовій практиці застосування понад 50 % займають металеві покриття, що наносяться методом електродугової металізації, яка має такі переваги: висока продуктивність, простота обладнання, низька енергоємність, можливість отримання покриттів з високими експлуатаційними властивостями за рахунок застосування недефіцитних і недорогих дротів промислового виробництва. Постановка проблеми. При дуговому напиленні має місце інтенсивне окислення металу, який розпилюється киснем повітря, що призводить до значного вигоряння легуючих елементів та значно знижує якість нанесеного покриття. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Багато робіт науковців спрямовано на вдосконалення конструкцій розпилювальних головок електродугових металізаторів, що передбачає вдосконалення конструкції повітряного сопла шляхом використання вставок і пристроїв, що забезпечують зміну в повітряно-розпилювальному потоці та призводить до значного удорожчання процесу. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Відомі розпилювальні головки не суттєво знижують окисний вплив розпилювального повітря, не забезпечують ресурсозбереження за рахунок зменшення витрати розпилювального повітря і витрат електроенергії на його отримання. Таким чином, метою досліджень є зниження окислення часток металу, при дуговій металізації для отримання покриттів із зазначеними властивостями та застосування ресурсозбереження. Виклад основного матеріалу. З метою зниження окисного впливу повітряно-розпилювального струменя на рідкий метал електродів розроблений метод пульсуючої подачі повітря в зону плавлення електродів. У даній роботі представлено пристрій для створення пульсуючого розпилювального потоку повітря при електродуговому напиленні. Висновки відповідно до статті. Показано, що при використанні різних перетинів клапана пульсатора для створення пульсуючого розпилювального потоку для дугової металізації, спостерігаються зміни в обсязі повітря та маси кисню розпилювального струменя в кілька разів.

На даний час в країні розвивається машинобудівна промисловість. Тож виготовлення штампів холодного штампування потрібне систематично, що в свою чергу вимагає великої кількості обладнання різного типу. Дана конструкція сприймає надлишковий тиск , тож ремонт штампів є відповідальною операцією, тому так важливий «свіжий» погляд на застарілі технології і їх проблеми. Завдяки новому, більш ефективному технологічному процесу, теоретично можна збільшити продуктивність, швидкість та економічність виготовлення. Метою даної дисертації є переосмислення застарілих підходів до базових технологічних процесів ремонту штампів. Модернізувати та покращити технологію для досягнення більшої продуктивності, економічності та перспективності за допомогою нових, перспективних та сучасних технологій. На ряду з підвищення кількісно-якісних показників, стояло важливою задачею забезпечення та дотримання, покращених вимог охорони праці та розробки для неї стартап-проекту.
Currently, the country is developing machine-building industry. Therefore, the production of cold stamping stamps is required systematically, which in turn requires a large amount of equipment of various types. This design assumes excess pressure, so stamp repair is a responsible operation, which is why a “fresh” look at outdated technologies and their problems is so important. Thanks to a new, more efficient technological process, it is theoretically possible to increase the productivity, speed and economy of production. The purpose of this dissertation is to rethink outdated approaches to basic technological processes of stamp repair. Upgrade and improve technology to increase productivity, economy and prospects with new, up-to-date and advanced technologies. In addition to improving the quantitative and qualitative indicators, it was an important task to ensure and comply with, improved requirements for occupational safety and development for her startup project.

Сучасні матеріали конструкційного, інструментального та функціонального призначення, повинні мати високі значення твердості, зносостійкості, втомної міцності і корозійної стійкості. В даний час це досягається такими технологічними методами, як нанесення плівок, покриттів і захисних шарів; зміна фізико-хімічних властивостей поверхневих шарів основного матеріалу деталі методами модифікування; комбіновані методи обробки, що поєднують модифікування поверхні і нанесення покриттів. У конкретних випадках завдання вибору цих методів представляє складну. У процесі досліджень використані методи оптичної та електронної мікроскопії, рентгенографії, метод вимірювання мікротвердості, визначення мікрохрупкості, визначення характеристик пластичності, а також вимірювання коефіцієнта тертя, випробування зносостійкості, випробування адгезійної міцності методом склерометри. Для підвищення ресурсу пари тертя «піввісь-підшипник», розроблений і науково обгрунтований метод поверхневого зміцнення сталевої деталі «Піввісь» за допомогою іонно-плазмового нанесення зносостійкого покриття нітриду титану. Розроблено технологічний процес іонно-плазмового нанесення зносостійкого столбчатого наноструктурованого покриття нітриду титану з оптимальним поєднанням експлуатаційних властивостей.

Дисертація присвячена розробці комплексного методу формування композиційних покриттів на деталях типу тіл обертання поєднанням процесів електродугового напилення та віброелектроіскрового легування.
Thesis is dedicated to the development of complex method of compositional coatings application on components of rotational body type by combination of processes of arc spraying and vibratory electrospark alloying to enhance surface quality.

В роботі проведено дослідження властивостей сталі 12Х18Н9Т після нанесення захисних нітридних покриттів методом магнетронного напилення. Проведені дослідження показали, що попередня іонна обробка сталевої підкладки істотно впливає на структуру і механічні властивості покриттів TiAlN. Бомбардування підкладки іонами Ti призводить до модифікації її поверхневого шару і формування на ній тонкої плівки Ti, яка трансформується в TiN після заповнення робочої камери азотом. Утворення даної плівки, а також істотне підвищення температури підкладки після її іонної обробки викликають збільшення дифузійної рухливості адатомів і сприяють епітаксійних росту стовпчастих зерен з прямими межами. Зміна характеру зростання призводить не тільки до зміни структури покриттів, але і до релаксації в них внутрішніх напружень. Це забезпечує підвищення твердості покриттів TiAlN в 1,3 рази в порівнянні з покриттями, нанесеними на необроблену підкладку.
The properties of steel 12X18H9T after application of protective nitride coatings by magnetron sputtering were investigated. The study results showed that the pre-ionic treatment of the steel substrate significantly affects the structure and mechanical properties of TiAlN coatings. The bombardment of the substrate with Ti ions leads to modifying its surface layer and forming a thin film of Ti, which is transformed into TiN after filling the working chamber with nitrogen. The formation of this film and a significant increase in the substrate's temperature after its ionic treatment cause an increase in the diffusion mobility of adatoms and promote epitaxial growth of columnar grains with straight boundaries. Changing the nature of growth leads to a change in the coatings' structure and the relaxation of their internal stresses. It provides an increase in the hardness of TiAlN coatings by 1.3 times compared to coatings applied to the untreated substrate.

В даному дипломному проекті розглядається питання пов’язане з підвищенням зносостійкості штоку гідроциліндра плазмовим напиленням. Проведено аналіз умов роботи та експлуатації штоку гідроциліндра, досліджено технологічні характеристики основного та матеріалу для напилення. Розроблено технологію підвищення зносостійкості, яка забезпечує якісне формування напиленого шару та високі зносостійкі властивості. В розділі з охорони праці висвітлено питання підвищення електробезпеки, газової безпеки та покращення умов праці персоналу. Записка вміщує 93 сторінки машинописного тексту, 24 рисунків, 23 таблиць, 1 додаток, 15 джерел літератури.
In this thesis project the issue related to increase wear resistance of hydraulic cylinder with plasma spraying is indicated. The analysis of the working conditions and the operating of compressor stem has been studied. The technological characteristics of the basic and surfacing materials have been investigated. The technology of restoration that ensures a high-quality formation of the deposited layer, providing the high wear resistant properties, has been developed. In the section on Occupational Health and Safety the issues of enhance electrical and gas safety and improvement of the working conditions of the personnel are highlighted. The note contains 93 pages of typewritten text, 8 figures, 10 tables, 2 appendixes, 15 sources of literature.

Артемчук, В. В. Наукове обгрунтування відновлення деталей шаруватими покриттями при ремонті рухомого складу залізниць : авт. дис. д-ра т. н.: 05.22.20 / В. В. Артемчук ; Дніпропетр. нац. ун-т залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна. - Д. : Вид-во Днiпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. iм. акад. В. Лазаряна, 2012. УДК 629.4.027:621.79 ГРНТИ 55.41.29
UK:АНОТАЦІЯ Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової проблеми підвищення ресурсу та надійності експлуатації залізничного рухомого складу при ремонті. По-ставлена та розв’язана задача зі встановлення зв’язків між параметрами технологі-чних процесів відновлення деталей рухомого складу залізниці, структурою та вла-стивостями шаруватих покриттів. Розроблена та представлена в дисертаційній роботі математична модель із визначення раціональних параметрів відновлювального шаруватого покриття деталей рухомого складу при ремонті, яка дозволяє підприємству встановлюва-ти раціональні режими та технологію відновлення зношених деталей з враху-ванням вартісних показників процесу. Використовуючи інструменти векторної оптимізації, запропонований алгоритм оцінки якості відновлення деталей рухомого складу за декількома показниками. Роз-роблено рекомендації відносно вибору режимів, технології і техніки відновлен-ня зношених деталей рухомого складу шаруватими покриттями, що забезпечу-ють високу якість і надійність експлуатації обраних деталей. Запропонована методика оцінки надійності роботи деталей, відновлених шару-ватими покриттями, яка дозволяє визначати імовірність безвідмовної роботи цих деталі з врахуванням зносу матеріалу шарів, як випадкової величини.
RU: АННОТАЦИЯ Диссертация посвящена решению научной проблемы повышения ресурса и на-дежности эксплуатации железнодорожного подвижного состава при ремонте. Ре-монтное производство является важным звеном обеспечения эффективного функ-ционирования подвижного состава, но при этом требует значительных финансовых затрат. Учитывая, что ремонтное производство существенно влияет на экономичес-кие показатели работы подвижного состава, в диссертационной работе была поста-влена задача – разработать или усовершенствовать технологии восстановления на основе наиболее распространенных в ремонтном производстве железной дороги, а именно наплавки, газотермического напыления и электролитических методов. То есть согласно идеологии работы необходимо обеспечить максимально возможную надежность и определенный ресурс деталей подвижного состава при минимальных затратах. Среди деталей механической части подвижного состава на основе анализа условий эксплуатации, степени износа, количества элементов и стоимостных показателей выделены типичные по взаимодействию группы деталей и иссле-дованы механизмы изнашивания контактных поверхностей. Для выделенных деталей установлены закономерности изменения параметров состояния в про-цессе эксплуатации. Поставлена и решена задача по установлению связей между параметрами технологических процессов восстановления деталей подвижного состава желе-зной дороги, структурой и свойствами слоистых покрытий. В работе показано, что регулируя параметры технологического процесса нанесения покрытий, мо-жно получать слои с заданными (ожидаемыми) свойствами. Установлено, что для получения композиционного слоистого покрытия методами наплавки и га-зотермического напыления наиболее целесообразно использовать различные материалы, комбинируя их в зависимости от потребностей ремонтного произ-водства. Получение слоистости покрытий электролитическими методами наи-более целесообразно путем изменения электрических режимов источника пита-ния и в меньшей степени, комбинируя слои, полученные в различных электро-литах, из различных материалов. Отмечено, что слоистое покрытие можно представить в виде реологической модели, что позволяет применять реологиче-ские модели при исследовании износа контактирующих тел, а также использо-вать предложенные способы для измерения реологических свойств тел (слоев) восстановленных деталей. Разработана и представлена в диссертационной работе математическая мо-дель по определению рациональных параметров восстанавливающего слоисто-го покрытия деталей подвижного состава при ремонте, которая позволяет пред-приятию устанавливать рациональные режимы и технологию восстановления изношенных деталей с учетом стоимостных показателей процесса. Установлено влияние вариации толщины слоев и их механических свойств на срок службы. Показано, что в зависимости от поставленных задач, используя разработанные модели, можно подбирать слои таким образом, чтобы восстановленная деталь работала установленный срок (пробег) при минимально возможных при этом затратах. Используя инструменты векторной оптимизации, предложен алгоритм оценки качества восстановления деталей подвижного состава по нескольким показателям. Разработан алгоритм проведения расчетов при заданных начальных условиях, что позволяет спрогнозировать ресурс и стоимость нанесенного покрытия без прове-дения дополнительных, нередко, дорогих испытаний. Разработаны рекомендации относительно выбора режимов, технологии и техники восстановления изношенных деталей подвижного состава слоистыми покрытиями, обеспечивающими высокое качество и надежность эксплуатации выбранных деталей. Предложена методика оценки надежности работы деталей, восстановлен-ных слоистыми покрытиями, которая позволяет определять вероятность безот-казной работы этих деталей с учетом износа материала слоев, как случайной величины.
EN: ABSTRACT The thesis is devoted to solving the scientific problem of increasing the service life and reliability of operation of rolling stock during its repair. The problem of determining the relations between the parameters of technological processes for recovery of railway rolling stock parts, the structure and the properties of layered coatings is formulated and solved. It is shown in the thesis that by adjusting the parameters of the coating technological process of depositing the layers can be obtained with the specified (anticipated) properties. A mathematical model to determine the rational parameters of recovering layered coating of the rolling stock parts during a repair, which enables the company to set rational modes and technology of recovering the worn taking into account the cost indices of the process is developed and presented in the thesis. Using the vector optimization instruments, an algorithm for assessment of the quality of recovering the rolling stock parts in several indices is suggested. The recommendations on the choice of modes, technologies and techniques of recovering the worn rolling stock parts by the layered coatings ensuring the high quality and reliability of operation of parts selected are developed. The procedure for estimating the reliability of parts recovered by layered coatings, which allows determining the probability of failure-proof operation of these parts taking into account the wear of material of the layers as a random value, is suggested.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2018. У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна проблема в об-ласті технології машинобудування: розроблено теоретичні основи та технологічні засоби для підвищення ресурсу роботи нафтогазового обладнання шляхом мікродугового оксидування поверхневого алюмінієвого шару деталей машин. Досліджено напружений стан двошарового покриття під довільно орієнтованим локальним навантаженням, розроблено методику раціонального проектування шаруватого покриття за критеріями міцності покриття та підкладки. Запропоновано модель армування субстрату для підвищення несучої здатності покриття. Розраховано напруження в циліндричній деталі з двошаровим покриттям. Розроблено груповий технологічний процес формування композиційних покриттів комплексним методом із використанням мікродугового оксидування алюмінієвого шару на компактному та напиленому алюмінії. Обґрунтовано вибір алюмінієвих сплавів, сталей та технологій формування заготовок. Розроблено обладнання для мікродугового оксидування, для електродугового напилення покриттів із суцільних дротів та порошків, модернізовано установку для віброелектроіскрового легування. Розроблено методики визначення залишкових напружень в покриттях, електрохімічних вимірювань та корозійні випробовувань і випробовувань на зношування. Обгрунтовано технологічні параметрів процесів відцентрового армування та електродугового напилення заготовок. Оптимізовано технологічні параметри процесу мікродугового оксидування в проточному електроліті для забезпечення показників якості поверхні та точності форми деталей. Вивчено структуру і фазовий склад, фізико-механічні властивості та шорсткість оксидного покриття. Вивчено особливості складання клемових з'єднаннь з неповним охопленням вала. Розроблено варіант теорії цангової гайки з підпружиненими пелюстками. Досліджено складальні напруження в елементах робочого колеса відцентрового вентилятора "диск − конічна оболонка". Запропоновано конструкцію складеного плунжера насоса із різьбовим з'єднанням із клейовим прошарком. Розроблено методику розрахунку припусків на механічну обробку деталей з оксидними покриттями. Оптимізовано режими різання під час алмазного шліфування. Проведено стендові випробовування зміцнених деталей. Запропоновано схему регенерації та утилізації відпрацьованого електроліту.
A thesis submitted to the degree of Grand Doctor of Philosophy in the Technical Sciences, major in 05.02.08 specialty − technology of mechanical engineering. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". − Kharkiv, 2018. The actual scientific and technical problem of the mechanical engineering technology field was solved: the theoretical bases and technological means for oil and gas equipment resource increasing by the plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer were developed. The ways of layered coating bearing capacity increasing, formed by the plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer, were grounded. The schemes of layered coatings have been developed. The stress-strain state of a two-layer coating under for an arbitrarily oriented local load is studied. The method of rational design of a two-layer coating for local load is developed. The influence of the oxide layer thickness on the resistance of the ceramic-aluminum coating to inculcation is studied. A model of substrate reinforcement – an aluminum base with particles of aluminum oxide – is proposed. An estimation of the oxide coating bearing capacity reinforced layer thickness was carried out and the increase of the bearing capacity of the oxide coating was determined, as well as the robustness of the two-layer aluminum-aluminum oxide coating for bending with the twist of the cylindrical part was estimated. The group technological process of composite coating formation by a complex method with the use of plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer has been developed. Studied material selection – aluminum alloys and steels and technologies of forming of blanks – is grounded. Strengthening technologies and equipment for plasma electrolytic oxidation of compact aluminum and aluminum coatings in electrolyte have been developed. An installation for spray coating of composite coatings by an arc method has been developed from the material of continuous wires and powders, which are introduced from the feeder. An installation for vibroelectric doping of the substrate before coating was modernized. Studying methods of coating properties, which allow to determine the level of residual stresses in coatings, to con-duct electrochemical measurements and corrosion tests and tests on hydro- and gas-abrasive deterioration of parts with oxide coatings are developed. The plasma electrolytic oxidation technological parameter influence on the ac-curacy and quality of part surfaces is experimentally studied. The technological parameters of the plasma electrolytic oxidation process in the flowing electrolyte are optimized to ensure the quality of the surface and the accuracy of the shape of the cylindrical parts. The structure and phase composition of the oxide layer formed by the plasma electrolytic oxidation have been studied. Empirical dependencies were obtained for determining the surface roughness after diamond polishing of the oxide coating. The physical and mechanical properties of the oxide coating formed by the plasma electrolytic oxidation, the residual stresses in them, corrosion properties and wear resistance of the formed oxide layer are determined. Electrochemical method determines the level of admissive stresses in parts with coatings. The assembly of components from parts reinforced with the plasma electrolytic oxidation has been studied. The wheel assembling peculiarities of axial fans with clutch joints with a nut are studied. The method of designing a threaded connection with a collar nut is developed. The assembling stresses in the elements of the working wheel of the centrifugal fan – disk – conical shell have been studied. The design of the composite plunger of the pump is proposed: a steel shaft – a working cylinder, which strengthens the plasma electrolytic oxidation of the surface layer. The connection of the steel shaft to the working cylinder is carried out using a threaded connection with the adhesive layer. The method of calculating allowances for mechanical processing of parts with oxide coatings is developed. The cutting modes of round diamond grinding of the oxide coating layer are optimized. The bench testing of parts strengthened by the method of the plasma electrolytic oxidation: protective shaft of shafts of centrifugal pumps, piston rod piston pumps, two-way pumps, compressor pistons. The analysis of harmful factors that arise during the process of the plasma electrolytic oxidation is carried out and the scheme of purification, regeneration and recycling of spent electrolyte is proposed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут". – Харків, 2018. У дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна проблема в області технології машинобудування: розроблено теоретичні основи та технологічні засоби для підвищення ресурсу роботи нафтогазового обладнання шляхом мікро-дугового оксидування поверхневого алюмінієвого шару деталей машин. Досліджено напружений стан двошарового покриття під довільно орієнтованим локальним навантаженням, розроблено методику раціонального проектування шаруватого покриття за критеріями міцності покриття та підкладки. Запропоновано модель армування субстрату для підвищення несучої здатності покриття. Розраховано напруження в циліндричній деталі з двошаровим покриттям. Розроблено груповий технологічний процес формування композиційних покриттів комплексним методом із використанням мікродугового оксидування алюмінієвого шару на компактному та напиленому алюмінії. Обґрунтовано вибір алюмінієвих сплавів, сталей та технологій формування заготовок. Розроблено обладнання для мікродугового оксидування, для електродугового напилення покриттів із суцільних дротів та порошків, модернізовано установку для віброелектроіскрового легування. Розроблено методики визначення залишкових напружень в покриттях, електрохімічних вимірювань та корозійні випробовувань і випробовувань на зношування. Обгрунтовано технологічні параметрів процесів відцентрового армування та електродугового напилення заготовок. Оптимізовано технологічні параметри процесу мікродугового оксидування в проточному електроліті для забезпечення пока-зників якості поверхні та точності форми деталей. Вивчено структуру і фазовий склад, фізико-механічні властивості та шорсткість оксидного покриття. Вивчено особливості складання клемових з'єднаннь з неповним охопленням вала. Розроблено варіант теорії цангової гайки з підпружиненими пелюстками. Досліджено складальні напруження в елементах робочого колеса відцентрового вентилятора "диск − конічна оболонка". Запропоновано конструкцію складеного плунжера насоса із різьбовим з'єднанням із клейовим прошарком. Розроблено методику розрахунку припусків на механічну обробку деталей з оксидними покриттями. Оптимізовано режими різання під час алмазного шліфування. Проведено стендові випробовування зміцнених деталей. Запропоновано схему регенерації та утилізації відпрацьованого електроліту.
A thesis submitted to the degree of Grand Doctor of Philosophy in the Technical Sciences, major in 05.02.08 specialty − technology of mechanical engineering. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute". − Kharkiv, 2018. The actual scientific and technical problem of the mechanical engineering technology field was solved: the theoretical bases and technological means for oil and gas equipment resource increasing by the plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer were developed. The ways of layered coating bearing capacity increasing, formed by the plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer, were grounded. The schemes of layered coatings have been developed. The stress-strain state of a two-layer coating under for an arbitrarily oriented local load is studied. The method of rational design of a two-layer coating for local load is developed. The influence of the oxide layer thickness on the resistance of the ceramic-aluminum coating to inculcation is studied. A model of substrate reinforcement – an aluminum base with particles of aluminum oxide - is proposed. An estimation of the oxide coating bearing capacity reinforced layer thickness was carried out and the increase of the bearing capacity of the oxide coating was determined, as well as the robustness of the two-layer aluminum-aluminum oxide coating for bending with the twist of the cylindrical part was estimated. The group technological process of composite coating formation by a complex method with the use of plasma electrolytic oxidation of an aluminum layer has been developed. Studied material selection – aluminum alloys and steels and technologies of forming of blanks – is grounded. Strengthening technologies and equipment for plasma electrolytic oxidation of compact aluminum and aluminum coatings in electrolyte have been developed. An installation for spray coating of composite coatings by an arc method has been developed from the material of continuous wires and powders, which are introduced from the feeder. An installation for vibroelectric doping of the substrate before coating was modernized. Studying methods of coating properties, which allow to determine the level of residual stresses in coatings, to conduct electrochemical measurements and corrosion tests and tests on hydro- and gas-abrasive deterioration of parts with oxide coatings are developed. The plasma electrolytic oxidation technological parameter influence on the accuracy and quality of part surfaces is experimentally studied. The technological parameters of the plasma electrolytic oxidation process in the flowing electrolyte are optimized to ensure the quality of the surface and the accuracy of the shape of the cylindrical parts. The structure and phase composition of the oxide layer formed by the plasma electrolytic oxidation have been studied. Empirical dependencies were obtained for determining the surface roughness after diamond polishing of the oxide coating. The physical and mechanical properties of the oxide coating formed by the plasma electrolytic oxidation, the residual stresses in them, corrosion properties and wear resistance of the formed oxide layer are determined. Electrochemical method determines the level of admissive stresses in parts with coatings. The assembly of components from parts reinforced with the plasma electrolytic oxidation has been studied. The wheel assembling peculiarities of axial fans with clutch joints with a nut are studied. The method of designing a threaded connection with a collar nut is developed. The assembling stresses in the elements of the working wheel of the centrifugal fan – disk – conical shell have been studied. The design of the composite plunger of the pump is proposed: a steel shaft – a working cylinder, which strengthens the plasma electrolytic oxidation of the surface layer. The connection of the steel shaft to the working cylinder is carried out using a threaded connection with the adhesive layer. The method of calculating allowances for mechanical processing of parts with oxide coatings is developed. The cutting modes of round diamond grinding of the oxide coating layer are optimized. The bench testing of parts strengthened by the method of the plasma electrolytic oxidation: protective shaft of shafts of centrifugal pumps, piston rod piston pumps, two-way pumps, compressor pistons. The analysis of harmful factors that arise during the process of the plasma electrolytic oxidation is carried out and the scheme of purification, regeneration and recycling of spent electrolyte is proposed.

Костирко, Т. М. Бібліометрична оцінка досліджень з напрямку наноструктурування промислових металів і сплавів, напилених покриттів у БД Scopus = Bibliometric evaluation of research in the field of nanostructuring of industrial metals and alloys, sprayed coatings in the database Scopus / Т. М. Костирко, М. С. Жигалкіна // Матеріали ХІ міжнар. наук.-техн. конф. "Інновації в суднобудуванні та океанотехніці". В 2 ч. – Миколаїв : НУК, 2020. – Ч. 2. – С. 263–269.
Анотація. У статті представлені результати бібліометричного дослідження, спрямованого на удосконалення обладнання та підвищення властивостей покриттів та розвиток напрямку «Наноструктурування промислових металів і сплавів, напилених покриттів» на основі продуктів і сервісів наукометричної БД Scopus. Отримані результати можна використовувати для подальших наукових досліджень з даної та суміжних тем, а також застосовувати в процесі викладання матеріалознавчих дисциплін та технології напилення покриттів.
Abstract. The article presents the results of bibliometric research aimed at improving the equipment and improving the properties of coatings and the development of "Nanostructuring of industrial metals and alloys, sprayed coatings" based on products and services of scientometric database Scopus. The obtained results can be used for further research on this and related topics, as well as used in the teaching of materials science and coating technology.