Установлено, что механические характеристики покрытий зависят от технологических режимов их нанесения. Предложена методика оптимизации и управления технологическим процессом по критериям прочности и материалоемкости на примере плазменного напыления эрозионно стойких покрытий. Эрозионная стойкость наиболее устойчиво коррелирует с когезионной прочностью покрытий. Из уровней регрессии определены максимальные значения когезионной прочности покрытий и эрозионной стойкости при оптимальном сочетании технологических параметров.

Проанализированы технологические процессы, позволяющие заменить использование бронзы на алюминиевые сплавы с покрытием. Обосновано применение для этой цели несплошных покрытий дискретной структуры; приведены результаты исследований технологии упрочнения, основанной на электроискровом легировании и поверхностном пластическом деформировании поверхности детали.

Проанализированы состояние упрочняющих покрытий на технологической штамповой оснастке и тенденции их развития. Представлены эффективные конструктивные схемы покрытий и технологии их реализации.

Установлены зависимости кавитационной стойкости плазменных покрытий от адгезионной и когезионной прочности и оптимизированы технологические режимы нанесения покрытий.

Изложена методика оптимизации технологий газоплазменного, детонационно-газового напыления, вакуум-плазменного осаждения, электроискрового легирования, термоциклического ионного азотирования. Рассмотрены вопросы оптимизации конструкционных схем многослойных электронно-лучевых покрытий, а также по критериям прочности для гильзы цилиндров двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок (лопаток компрессора, горячего тракта). Определены режимы нанесения покрытий, обеспечивающие максимальную прочность и долговечность деталей при минимальных энергетических и материальных затратах.

Предложен новый тип упрочнения поверхности дискретными покрытиями каркасного типа. Они представляют собой перемычки из сверхтвердого материала в виде сетки с чередующимися открытыми полостями для удержания продуктов износа, частиц абразивной среды и смазки. Приведены технология, расчет и оптимизация конструкции покрытия по минимальному напряженно-деформированному состоянию, а также проведены экспериментальные исследования. Показано преимущество каркасных покрытий в сравнении с дискретными покрытиями островкового типа в условиях высоких нагрузок, температур и скоростей.

Изложены основополагающие подходы к выбору альтернативных путей применения упрочняющих защитных покрытий (УЗП). Рассмотрены современные тенденции развития технологий поверхностного упрочнения в машиностроительной области. На основе анализа ужесточения условий эксплуатации и неаддитивности разупрочняющего воздействия эксплуатационных факторов на рабочие поверхности деталей показаны основные недостатки УЗП и возможные пути их устранения. Представлены основные модели, гипотезы и теории разупрочнения и долговечности покрытий. Предложены направления повышения несущей способности и долговечности поверхностей деталей машин путем оптимизации технологических процессов формирования покрытий, развития новых конструктивных схем УЗП и подходов к выбору альтернативных технологий.

Рассмотрены источники повышения эффективности современных технологий нанесения упрочняющих защитных покрытий (УЗП), отмечена необходимость ориентации на отечественные разработки в этом направлении, соответствующие мировому уровню. Рекомендованы критерии (показатель наукоемкости технологии и показатель тупикового характера технологии) принятия решений по выбору оптимальных технологий нанесения УЗП при реконструкции технологического парка данного направления.

Проанализированы проблемы и тенденции развития поверхностного упрочнения зубчатых колес. Рассмотрено напряженно-деформированное состояние (НДС) покрытий при контактной нагрузке. Исследовано влияние промежуточного слоя. Проанализированы результаты расчета НДС для различных покрытий. Изложена методика технологических и экспериментальных исследований. Проведены экспериментальные исследования трения качения и скольжения. Раскрыты особенности ионного азотирования в безводородных средах.

Восстановление валов судовых машин и механизмов является важным резервом развития судоремонтного производства, повышения его эффективности. Разработаны технологические схемы формирования износостойких дискретных покрытий электроконтактным методом на детали типа вал. Вариант покрытий дискретной структуры повышает несущую способность покрытий. Использование восстановленных валов позволяет снизить затраты судоремонтных предприятий на запасные части, сохранить большое количество металла.