Представлен способ оценки и контроля степени неоднородности напряженно-деформированного состояния маслосъемных поршневых колец тепловозного дизель-генератора Д100 по коэрцитивной силе и изменению линейного размера замка до- и после упрочнения ионно-плазменным покрытием. Проведена оценка напряжений оптико-математическим методом после предварительно проведеннях стендових испытаний на трение и изнашивание.

Рассмотрены методы и особенности упрочнения чугунных поршневых колец. Показана перспективность применения ионно-плазменной технологии нанесения нанопокрытий и тонких пленок для повышения их эксплуатационных характеристик.

Оценен износ серийных маслосъемных поршневых колец тепловозного дизель-генератора Д100 на возвратно-поступательной машине трения, моделирующей условия эксплуатации. Определена степень их изнашивания по весу и увеличению рабочего пояска кольца при различных скоростях скольжения. Проанализировано изменение их микротвердости до и после испытаний. С помощью локального микрорентгеноспектрального анализа установлен характер изменения структуры поверхности трения при различных параметрах испытаний. Выявлено, что приработочное покрытие оловом отсутствует на рабочих кромках колец, где формируются характерные полосы трения с проявлением сетки графита основы. Установлена особенность структуризации наклонной поверхности в области ее примыкания к рабочему пояску. Для повышения стойкости таких колец при эксплуатации рекомендовано наносить ионно-плазменные нанопокрытия с дополнительным контролем качества и обеспечить снятие остаточных напряжений.

Рассмотрены направления в сфере развития нанотехнологий. Проанализирована перспектива применения нанотехнологий при восстановлении деталей сельскохозяйственной техники. Экспериментами показано, что введение наноалмазов при наплавке не вызывает повышение напряжений.

Учитывая то, что разработка и применение нанотехнологий требует сложного и многофакторного подхода в исследованиях, является длительным, базируется на глубоких знаниях в области физики, химии, математики, материаловедения и даже металлургии, то такой индивидуальный подход к конкретным деталям машиностроения часто сдерживается большими затратами из-за необходимости в проведении таких многоплановых, всесторонних исследованиях. Выполнен анализ технологий, которые эффективны в машиностроении. Это различные присадки в масло, пластичные смазки, покрытия для уменьшения повреждаемости при трении и снижении склонности к коррозионной повреждаемости, интенсивному износу в сопряжениях, при стендовой обкатке двигателей. Применение таких технологий в машиностроении разрабатываются с учетом физико-химических процессов, обеспечивающих потребительские свойства изделий в эксплуатации. Непосредственно при изготовлении и восстановлении деталей в машиностроении число разработок весьма ограничено, что связано в отличии от применения гелей, смазок, жидких покрытий (красок, пленок), с более сложным индивидуальным подходом для повышения потребительских свойств в эксплуатации. В связи с индивидуальным подходом в каждом конкретном случае эксплуатации, с обеспечением потребительских свойств при упрочнении нанопокрытиями и восстановительной технологии работоспособности деталей машиностроения необходимо проведение многоступенчатых научных исследований, без которых использование новейших технологий может оказаться высокозатратным и не эффективным и с точки зрения достижения оптимальной структуры металла и свойств. Приведена информации об основных разработках, выполненных в ХНТУСХ имени Петра Василенка, касающиеся конкретных достижений. Работы в области машиностроения проводятся по двум направлениям - нанесение упрочняющих нанопокрытий на режущий инструмент, использующийся в машинах и оборудовании, в том числе при переработке продукции (ножи для дробления бурака на сахарных предприятиях, в кондитерском производств при дроблении орехов, а также упаковке конфет в коробки, в комбайнах для дробления половы при уборке урожая), поршневых колец, деталей топливной аппаратуры машин, покрытий на приборах, используемых в электронике - нанесение восстановительных и упрочняющих покрытий на валы, детали сопряжений путем их модифицирования нано- и дисперсными присадками алмазов и вторичной шихтой от утилизации боеприпасов. Как показал опыт разработок университета, такой подход вызывает особый интерес специалистов и востребован на предприятиях.

Изучено влияние технологии упрочнения поршневых колец многослойным ионно-плазменным покрытием TiN/CrN. Выявлены особенности их изнашивания при скорости скольжения 1,3 м/с, которая способствует максимальным изменениям. Показано, что при таких условиях испытаний в результате упрочнения в 15 раз повышается износостойкость. Методом оптико-математического анализа выявлены особенности структуризации поверхности трения, которые представляют собой формируемые поперечные и продольные полосы. Широкие поперечные полосы (~20 мкм), характерны для зоны трения кольца с покрытием TiN/CrN и они определяют высокую степень сопротивления изнашиванию.

Вивчено вплив технології зміцнення маслоз'ємних поршневих кілець двигунів спеціальної техніки багатошаровими іонно-плазмовими наноструктурними покриттями TiN / CrN, досліджено вибір та аналіз оптимального співвідношення Ті / Cr. Виявлено зниження їх зношування при різних швидкостях ковзання. Виконано оцінку зміни їх мікротвердості до і після випробувань. Запропоновано та використано спосіб оцінки й контролю ступеня неоднорідності напружено-деформованого стану поршневих кілець до і після зміцнення іонно-плазмовим покриттям. Локальним мікрорентгеноспектральним аналізом установлено характер зміни структури та їх складу при різних параметрах випробувань на поверхні тертя. Виконано оцінку залишкової товщини іонно-плазмового покриття після експлуатації кілець. Методом оптико-математичного аналізу виявлено особливості структуризації поверхні тертя.