ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. Г.В. КАРПЕНКА НAH УКРАЇНИ
KARPENKO PHYSICO-MECHANICAL INSTITUTE OF THE NAS OF UKRAINE

 

Технологія зміцнення поверхонь деталей машин

Технологія базується на використанні енергії високошвидкісного тертя. В зоні фрикційного контакту оброблюваної деталі і спеціального зміцнювального інструменту відбувається інтенсивне нагрівання приповерхневих шарів деталі зі швидкостями (105–106)К/с із одночасним пластичним деформуванням і швидким охолодженням. Такі умови дають змогу диспергувати структуру і насичувати приповерхневі шари різними легувальними елементами із технологічного середовища, яке подають у зону обробки. Товщина зміцненого шару на сталі сягає 100–800 мкм, мікротвердість 6–12 ГПа, шорсткість зміцненої поверхні Ra = 0,4–3,0 мкм.

Глибину та мікротвердість зміцненого шару, а також шорсткість поверхні можна змінювати режимами обробки.

Отримані поверхневі нанокристалічні структури мають знижений (0,020,04) коефіцієнт тертя-ковзання порівняно з гартованими сталями (0,160,18). Вони характеризуються високими зносотривкістю, опором корозійно-ерозійному руйнуванню і контактній втомі.

Зміцнені деталі мають високу зносостійкість завдяки підвищенню мікротвердості поверхневого шару та зниженню коефіцієнта тертя у 5–6 разів порівняно з гартованими структурами

Технологію просто реалізувати на токарних, кругло- і плоскошліфувальних верстатах незначно їх модернізувавши без великих капітальних вкладень.

Інноваційні аспекти

Технологія дає змогу формувати нанокристалічні структури на робочих поверхнях деталей машин, не змінюючи структури матричного матеріалу. Використання технології підвищує ресурс роботи деталей машин у 23 рази при зростанні трудомісткості на 2030%.

Технологія захищена патентами України, пройшла лабораторно-ресурсні дослідження та дослідно-промислову перевірку на вітчизняних промислових підприємствах .

1. Патент №42154. Спосіб отримання нанокристалічних структур на поверхні деталей машин.

2. Патент №42155. Інструмент для отримання нанокристалічних структур високошвидкісним тертям .

Економічний ефект отримують від:

підвищення ресурсу роботи виробу;

  • зниження матеріальних і енергетичних та зменшення ремонтних витрат.

Сфери застосування

Технологія може бути використана на підприємст-вах харчової, машинобудівної, вугле- і нафто- та газовидо-бувної промисловості для зміцнення втулок і валів помп, штоків гідро-циліндрів, пальців конвеєрів і компре-сорів, торцевих поверхонь шестерень і розвантажувальних кілець гідравлічних помп, робочих поверхонь паперо- різальних і деревообробних ножів та інших циліндричних і плоскогранних поверхонь.