Технологічне забезпечення захисту деталей машин, що працюють в умовах гідроабразивного зношування, високоефективними взаємодоповнюючими комбінованими методами

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної проблеми в області галузевого машинобудування: розробка інноваційних, короткотривалих, енергоощадних та екологічно безпечних технологій поверхневого зміцнення та відновлення деталей машин, працюючих в умовах інтенсивного гідроабразивного зношування. Рішення цієї проблеми допоможе підвищити надійність і довговічність машин шляхом зростання строку служби їх відповідальних деталей, та знизити енерговитрати, що є дуже важливим для сучасної України. Об'єкт дослідження – технологічний процес формування функціональних покриттів на поверхні деталей машин та їх елементів, працюючих в умовах гідроабразивного зношування. Предмет дослідження – закономірності технологічного процесу формування поверхневого шару із заданими експлуатаційними властивостями, що забезпечують необхідну якість (довговічність, екологічну безпеку, зносостійкість, працездатність) деталей машин та їх елементів, працюючих в умовах гідроабразивного зношування. Мета та завдання досліджень Метою роботи є підвищення зносостійкості поверхневих шарів деталей машин і їх елементів, працюючих в умовах інтенсивного гідроабразивного зношування, шляхом екологічно безпечного нанесення на їх поверхні композиційних зносостійких покриттів, сформованих методом електроіскрового легування, з наступною обробкою металополімерними матеріалами, армованими порошками з карбіду вольфраму, нітриду цирконію або їхнею сумішшю. Для виконання поставленої мети потрібно вирішити наступні завдання: 1. Провести аналіз причин зношування деталей машин, поверхні яких в процесі роботи контактують з абразивом, що знаходиться в потоках рідини і других важких умовах оточуючих середовищ. 2. Провести аналіз існуючих технологічних методів захисту стальних і чавунних деталей машин від гідроабразивного і інших видів зношування і вибрати біль раціональні. 3. Оцінити можливість використання методу ЕІЛ з застосуванням спеціальних технологічних насичуючих середовищ (СТНС) для захисту стальних і чавунних деталей машин від гідроабразивного і інших видів зношування. 4. Розробити систему направленого вибору технології захисту деталей машин від гідроабразивного і інших видів зносу. 5. Провести порівняльні випробування стальних і чавунних зразків з різними захисними покриттями на гідроабразивний знос. 6. Розробити технологічні рекомендації екологічно й техногенно безпечного виготовлення й ремонту деталей машин, поверхні яких в процесі роботи підлягають гідроабразивному і другим видам зношування і впровадити результати досліджень у виробництво. У вступі обґрунтований вибір теми дисертації та наукових завдань, сформульовані мета й завдання дослідження, визначені наукова новизна й практичне значення одержаних результатів, а також наведена інформація про апробацію, структуру та обсяг роботи. У першому розділі визначено, що серед усіх машин і пристроїв, що працюють в різних галузях промисловості України і інших господарств, дуже велика кількість підлягає газоабразивному зносу (ГЗ). Це, в першу чергу гідравлічні машини (ГМ), серед яких найбільш розповсюдженими є насоси і гідродвигуни, а також центрифуги, для очищення стічних вод, сепаратори, арматура і таке інше. Також літературним і патентним аналізом встановлено, що виготовлення і особливо відновлення деталей відбувається, як правило, екологічно небезпечними технологіями: зварюванням, наплавленням, напиленням тощо. Все це дозволило сформулювати мету й завдання для подальших досліджень. У другому розділі удосконалений системний підхід до вибору технологій управління параметрами якості поверхонь деталей машин, що працюють в умовах ГЗ. Завдяки теоретичним дослідженням розроблена формалізована методика визначення оптимального варіанту технології виготовлення і ремонту деталей машин. При цьому кожен варіант реалізується можливими комбінаціями рішень мінімізованими з економічних і екологічних показників. В результаті аналізу факторів, які впливають на знос електроіскрових покриттів (ЕІП) поверхонь досліджуваних деталей машин (ротора гвинтового компресора (ГК), захисної втулки (ЗВ) масляного ущільнення та корпусу компресора (КК)) встановлено, що зі збільшенням енергії, витраченої на руйнування поверхневого шару їх робочих поверхонь об частинки абразиву, що знаходяться в потоці рідини, ефективність зношування збільшується, що пов'язано з розподілом твердості покриття по глибині. При повному зносі захисного ЕІП інтенсивність зношування різко зростає, що позначається на зниженні ККД обладнання. Експериментальними дослідженнями встановлено, що кореляційні залежності вагового, ΔmНЗ+ГЗ і лінійного ΔhНЗ+ГЗ зносу покриттів досліджуваних деталей машин від величини енергії, витраченою на руйнування поверхневого шару EТ, в першому наближенні нагадують експоненціальні залежності. Отримані рівняння вагового та лінійного зносу захисних електроіскрових покриттів відповідальних деталей машин і запропонований алгоритм для визначення їх констант (максимального вагового зносу Δmн(НЗ+ГЗ) і максимального лінійного зносу Δhн(НЗ+ГЗ) і енергії активації процесу зносу ЕА). Запропоновано методику, що дозволяє інженерно технічним працівникам ремонтних служб визначати час зносу зміцненого шару або нанесеного покриття на поверхні досліджуваних деталей машин і зупинки обладнання для проведення ремонтних робіт. У третьому розділі, на зразках зі сталі 45, Р6М5 і високоміцного кулястого чавуну марки ВЧ50, досліджували параметри якості нанесених захисних покриттів. Для досліджень використовували середньовуглецеву нелеговану сталь 45, як найбільш поширену для виготовлення деталей машин. Вона використовувалась у покращеному стані з твердістю основи 280НВ та сорбітною структурою. При цьому мали на меті максимально виключити вплив легування підкладки (катода) на структуроутворення шару та вивчити принцип формування структури поверхневого шару на металевих підкладках із переходом від залізної нелегованої основи (сталь 45) до багатокомпонентної складно легованої швидкорізальної сталі Р6М5 де сума легуючих елементів сягає 16 - 18% Сталь Р6М5 використовують переважно для виготовлення металорізального інструменту, який під час роботи також піддається гідроабразивному зношуванню. Твердість зразків сталі Р6М5 після остаточної термообробки становила до 64 НRС. Крім стальних, для дослідження в якості матеріалу катоду використовували зразки з високоміцного кулястого чавуну марки ВЧ50 і ВЧ60, основні механічні характеристики якого: σ0,2=370…500 МПа, δ=2…7 %, твердість за шкалою Брінелля 153…360 HB. При досліджені масопереносу використовували зразки з високоміцного чавуну ВЧ 50 розміром 10´10´8 мм. Анодом були компактні ЕІ, виготовлені методом порошкової металургії (ПМ) складу: 90% ВК6 + 10% 1М) і 1М - 70% Ni, 20% Cr, 5% Si, 5% B. Також використовували компактні ЕІ з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту марки Х20Н80, при використанні яких на зразки попередньо наносили СТНС. Для дослідження структури та вимірювання мікротвердості поверхневого шару використовували шліфи зразків сталі 45 і Р6М5 і чавуну ВЧ50 розміром 10´10´8 мм. ЕІЛ зразків відбувалося з енергією розряду, Wр=0,52; 1,3 і 2,6 Дж і з продуктивністю, Q=1,0; 1,5 і 2,0 см2/хв на установці з ЕІЛ "Елітрон-52А". В якості ЕІ використовували ніхромовий дріт Х20Н80 3мм і пластини, розміром 2´3´30 мм з твердого сплаву ВК6. При ЕІЛ електродами з дроту Х20Н80 на зразки попередньо наносили СТНС, згідно 2-х варіантів: 1-й : 5% Si+ 5% B+90% вазелін; 2-й: 0,5% Si+0,5% B+59% ВК6+40% вазелін. При ЕІЛ ЕІ з твердого сплаву ВК6 на зразки наносили СТНС складу: 0,5% Si+0,5% B+2% Cr+7% Ni+90 % вазелін. Після ЕІЛ для підвищення параметрів якості поверхневих шарів (зниження шорсткості покриттів, підвищення суцільності і втомної міцності, зміни характеру залишкових напружень з розтягуючих на стискаючи) використовували безабразивну ультразвукову фінішну обробку (БУФО). Металографічні і дюрометричні дослідження, визначення шорсткості, сформованих поверхневих шарів, мікрорентгеноспектральний аналіз, а також дослідження впливу методу ЕІЛ на механічні властивості деталі проводили по стандартним методикам та на відповідному обладнанні. Металографічними дослідженнями встановлено, що поверхневі шари сталі 45 і Р6М5 після нанесення зносостійких покриттів мають структуру, яка складається з трьох ділянок: зверху «білий» шар, нижче перехідна зона і основний метал. При збільшенні енергії розряду зростають товщина «білого» шару і перехідної зони, а також мікротвердість і шорсткість поверхні, але суцільність зменшується. Найвища мікротвердість 12800 і 14600 МПа належить покриттям сформованим, відповідно, на сталі 45 і Р6М5 при ЕІЛ компактними ЕІ з твердого сплаву ВК6 і СТНС складу 0,5%Si+0,5%B+2%Cr+7% Ni+90% вазелін. При нанесенні покриттів на чавун марки ВЧ50, як компактними ЕІ, складу 90% ВК6 + 10% 1М і 1М так і ЕІ з з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту Х20Н80 з використанням СТНС, структура поверхневого шару складається з трьох ділянок «білий» і перехідний шари, товщиною, відповідно 15-75 і 10-20 мкм і основний метал. Найвища мікротвердість, відповідно 13260 і 12800 МПа, отримана при використанні компактних ЕІ з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту Х20Н80 та використанням СТНС, а товщина їх шару підвищеної твердості досягає, відповідно 50 і 90 мкм. В результаті дослідження масопереносу при ЕІЛ зразків з чавуну марки ВЧ50, встановлено: зі збільшенням часу легування збільшується кількість перенесеного матеріалу, з аноду, (Δmа) на катод, (Δmк), а шорсткість і суцільність покриття практично не змінюється; найбільша кількість матеріалу переноситься з початку процесу ЕІЛ, потім процес масопереносу поступово зменшується, зовсім припиняється і може змінитись руйнуванням нанесеного шару, тобто Δmк, стає від’ємним (- Δmк); зі збільшенням Wр процес масопереносу збільшується, але процес руйнування нанесеного шару покриття розпочинається раніше, при цьому збільшується шорсткість покриття і зменшується його суцільність; при незмінній енергії розряду за рівні проміжки часу кількість втраченої ваги (ерозії) аноду, Δmа майже не змінюється. Мікрорентгеноспектральним аналізом встановлено, що поверхня покриттів складається з їх хімічних елементів і незначної кількості заліза, що входить в склад зразків. Кількість легуючих елементів, які знаходяться в покритті, по мірі заглиблення поступово зменшується і на глибині ~ 50 мкм для покриттів складу 90% ВК6 + 10% 1М і твердого сплаву ВК6 та елементів СТНС і, відповідно 60 і 70 мкм, для покриттів складу 1М і ніхромового дроту Х20Н80 та елементів СТНС, повністю зникає, а кількість заліза збільшується. В четвертому розділі були проведені порівняльні випробування зразків сталі 45 і Р6М5, зміцнених компактними ЕІ, виготовленими методом ПМ, складу 90% ВК6 + 10% 1М і 1М, а також компактними ЕІ з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту Х20Н80, з використанням СТНС, проти гідроабразивного зносу. В результаті встановлено, що кращою стійкістю володіють зразки с покриттям нанесеним методом ЕІЛ ЕІ з твердого сплаву ВК6 з використанням СТНС складу 0,5%Si+0,5%В+2%Cr+7%Ni+90% вазелін, знос яких на 122 і на 43 % менше ніж у зразків без покриття, відповідно для сталі 45 і Р6М5. Аналіз ефективності процесу зношування показав, що зі збільшенням часу знос, за рівні проміжки часу, поступово збільшується. Для дослідження впливу параметрів обробки методом ЕІЛ і БУФО на механічні властивості деталей проводили зміцнення зразків методом ЕІЛ на установці моделі «Елітрон-52А» в два етапи: 1-й при Wр=2,6 Дж і Q=2,0 см2/хв.; 2-й при Wр=0, 13 Дж і Q=0,5 см2/хв. При ЕІЛ в один етал ЕІ, виготовленими методом ПМ, деталей зі сталі 45 і сталі Р6М5 супроводжується зниженням межі міцності (σв) і межі плинності (σт), відповідно, на 11,8 і 7,7 % та 11,5 і 7,1 %, а відносне подовження (δ) і відносне звуження (ψ) зростає, відповідно, на 12,5 і 2,5 % та 8,0 і 6,9%. Шорсткість поверхневого шару зростає з Ra=0,5 до Ra=5,3-6,5 мкм, а суцільність покриття складає 70-80 %. При нанесені покриттів, сформованих в два етапи, шорсткість поверхні збільшується з Ra=0,5 до Ra=1,9-2,0 мкм, а суцільність покриття збільшується до 90 % і, як результат, σв і σт зменшується, для сталі 45 і сталі Р6М5, відповідно на 5,1 і 4,0 та 2,7 і 2,4 %, а δ і ψ зростає, відповідно ~ на 9,4 і 1,3 % та 5,8 і 5,0 %. При нанесені покриттів, сформованих в два етапи і проведення БУФО шорсткість поверхні становиться ще меншою Ra=1,9-2,0 мкм, суцільність покриття збільшується до 95 %. В результаті σв і σт збільшуються, для сталі 45 і сталі Р6М5, відповідно на 2,8 і 3,1 та 2,0 і 1,8 %, а δ і ψ зменшуються, відповідно на 1,3 і 0,9 % та 0,8 і 0,7 %. При нанесені покриттів з використанням ЕІ з дроту Х20Н80 і твердого сплаву ВК6 та СТНС, як за один етап, так і в два етапи, зниження σв і σт значно менше, і складає, відповідно 8,2 і 4,9 та 2,7 і 2,4% і 8,8 і 4,4 та 4,5 і 1,8 %, а δ і ψ зростає також менше, відповідно на 11,9 і 1,7 та 9,4 і 1,0 % й 8,0 і 6,9 та 5,6 і 4,8 %. При подальшій БУФО зростання σв і σт збільшуються, для сталі 45 і сталі Р6М5, відповідно на 4,9 і 4,6 та 3,5 і 2,7 %, а δ і ψ зменшуються, відповідно на 1,7 і 1,3 та 2,0 і 1,7 %. Шорсткість поверхні зменшується до Ra=1,1 мкм, а суцільність складає 100 %. До практичної реалізації пропонуються зносостійкі покриття, сформовані за новою технологією, з використанням ЕІ з дроту Х20Н80 і твердого сплаву ВК6 та СТНС в два етапи з наступною БУФО, зростання σв і σт яких збільшуються, для сталі 45 і сталі Р6М5, відповідно на 4,9 і 4,6 та 3,5 і 2,7 %, а δ і ψ зменшуються, відповідно на 1,7 і 1,3 та 2,0 і 1,7 %. Шорсткість поверхні при цьому складає Ra=1,1 мкм, а суцільність - 100%. Електроіскрове легування ЕІ складу (90% ВК6 + 10% 1М) і 1М, виготовленими методом ПМ, зразків з ВЧ60 при Wр=0,55 Дж і Q=0,67 см2/хв супроводжується зниженням σт і σв, відповідно на 32,0 і 32,78 % і 34,0 і 28,7 %, а δ, при цьому, зростає на 5,71 і 5,43%. Шорсткість поверхневого шару збільшується з Ra=0,5 до 3,2 і 3,3 мкм, а суцільність покриття (S) складає, відповідно 60 і 80 %. Після обробки БУФО σт і σв збільшуються, відповідно до 325 і 324,1 та 512 і 526 МПа, а δ, зменшується, відповідно до 1,16 і 2,14 %. Шорсткість поверхні зменшується до Ra=0,8 і 0,7 мкм, а S збільшується і складає 70 і 90 %. При ЕІЛ зразків з високоміцного чавуну ВЧ50 ЕІ з дроту Х20Н80 і твердого сплаву ВК6 та з використанням СТНС, зниження σт і σв менше, і складає, відповідно 26,3 і 21,87 та 33,16 і 33,58%, а δ також зменшується і складає, відповідно 2,86 і 3,57 %. При подальшій БУФО зростання σт і σв збільшуються, відповідно до 341,1 і 335,4 та 538,2 і 532,1 МПа, а δ зменшується, відповідно на 4,0 і 3,0 %. Шорсткість покриття зменшується до Ra=0,8 і 0,7 мкм, а S складає, відповідно 100 і 95 %. При збільшенні Wр з 0,55 до 1,3 і 3,4 Дж і використанні компактних ЕІ складу (90%ВК6+10%1М) і 1М, виготовлених методом ПМ та ЕІ з твердого сплаву ВК6 і ніхромового дроту Х20Н80 з використанням СТНС σт зменшується при Wр=1,3 Дж до: 211,3; 225,7 МПа, а при Wр=3,4 Дж до 205,3 і 211,4 МПа, σв при Wр=1,3 Дж до 375,3 і 349,2, а при Wр=3,4 Дж до 321,2 і 325,2 МПа, δ, при цьому, збільшується, відповідно до: 7,15 і 7,17 та 7,20 і 7,18%. Шорсткість покриття збільшується при Wр=1,3 Дж до Ra=3,7; 3,9; 4,2 і 4,3 мкм, а при Wр=3,4 Дж до Ra=6,0; 6,3; 6,7 і 7,5 мкм. Суцільність зменшується при Wр=1,3 Дж до S=55; 70; 85 і 80 %, а при Wр=3,4 Дж, до S=45; 50; 70 і 65 %. Після наступної БУФО σт збільшується при Wр=1,3 Дж до: 321; 321,5; 325,1 і 324,4 МПа, а при Wр=3,4 Дж до 320,5; 320,9; 323,1 і 322,8МПа, σв збільшується при Wр=1,3 Дж до 506 і 507 МПа, а при Wр=3,4 Дж до 502,1; 503,6; 505,8 і 504,9 МПа; δ, при цьому, зменшується, відповідно до: 6,89 і 6,81 та 6,75 і 6,59 %. Шорсткість покриття зменшується при Wр=1,3 Дж до Ra=0,8; 0,8; 0,9 і 0,9 мкм, а при Wр=3,4 Дж до до Ra=1,2; 1,3; 1,4 і 1,5 мкм, а S збільшується, відповідно до 60, 75, 85 і 80 та 55, 65, 80 і 75 %. В результаті проведених досліджень запропонована нова технологія, яка забезпечує підвищення здатності деталей чинити опір зношуванню, гарантує надійність і довговічність їх роботи в агресивних середовищах, екологічну безпеку і скорочення витрат на їх виготовлення. Кращою стійкістю володіють зразки з сталі 12Х18Н10Т, з покриттями: ЦЕІЛ → ЕІЛ Al → ЕІЛ (90%ВК6+ 10%1М) → МПМ (80% ZrN), знос яких у порівнянні із зразками зі сталі 45 менший на 37,3%, на 96,7% менше зразків без покриття, на 38,7% менше в порівнянні з аналогом і, відповідно, на 6,5 і на 9,7%, менше покриттів, МПМ яких, армовані сумішшю (40%WC+40%ZrN) і 80% WC). Для високоміцного чавуну марки ВЧ60 найкращі результати з гідроабразивної зносостійкості показали зразки з покриттям, сформованим в послідовності: ЕІЛ Al → ЕІЛ (90%ВК6+ 10%1М) → МПМ (80% ZrN), знос яких на 97,1% менше зразків без покриття, на 44,1% менше в порівнянні з прототипом (зразками зі сталі 12Х18Н10Т) і відповідно, на 5,9 і 14,7% менше сформованих в послідовності ЕІЛAl → ЕІЛ (90%ВК6+10%1М) → МПМ (40%WC+40%ZrN) і в послідовності ЕІЛAl → ЕІЛ (90%ВК6+10%1М) → МПМ (80% WC). Отриманні в дійсній роботі технологічні рішення, що використовуються екологічно і техногенно безпечними методами, впроваджені на ПАТ «НВАТ ВНДІКОМПРЕСОРМАШ», АТ «СМНВО ІНЖИНІРИНГ» та ТОВ «ТРІЗ ЛТД», м. Суми з загальним очікуваним економічним ефектом 405000 (чотириста п’ять тисяч) гривен.

Відповідно до поставленої мети та задач у роботі отримані наступні результати: 1. В результаті аналізу роботи машин і пристроїв газо-нафтової, гірничодобувної, металургійної, хімічної, сільськогосподарській, транспортної та інших галузях промисловості, встановлено, що більшість із них працює в важких умовах оточуючих середовищ і підлягають інтенсивному зношенню, внаслідок контакту з абразивом, що знаходиться в потоках рідини і крім гідроабразивного підлягають також іншим видам зношування: корозії, ерозії, кавітації, біологічному пошкодженню тощо. 2. На сьогодні для захисту поверхонь деталей, що працюють в важких умовах оточуючих середовищ і підлягають інтенсивному гідроабразивному зношенню, крім зміцнення поверхневих шарів, серед яких особливе місце займає хіміко-термічне оброблення, використовують інші методи: приварювання зносостійких пластин, напилювання і наплавлення твердими зносостійкими матеріалами, нанесення шлікерних покриттів, які є шкідливими для здоров’я людини і небезпечними для оточуючого середовища. Серед найбільш ефективних, енергоощадних і екологічно безпечних технологій нанесення захисних покриттів, особливе місце займає електроіскрове легування, яке в комбінації з поверхневим пластичним деформування і нанесенням металопластичних матеріалів, армованих порошками твердих зносостійких матеріалів (карбід вольфраму і нітрид цирконію) може забезпечити захист деталей від гідроабразивного і інших видів зносу. 3. Проведеними дослідженнями доведено, що альтернативою технології захисту стальних і чавунних деталей машин від гідроабразивного і інших видів зношування, шляхом нанесення методом ЕІЛ захисних покриттів ЕІ складу 90%ВК6+10%1М, виготовленими методом порошкової металургії може бути більш технологічна, дешевша і ефективніша технологія, що полягає в використанні компактних ЕІ з застосуванням СТНС. 4. На підставі теоретичних досліджень розроблено систему спрямованого вибору екологічно безпечної технології виготовлення і ремонту відповідальних деталей машин, які працюють у важких умовах гідроабразивного зносу. При цьому розроблена формалізована методика визначення оптимального варіанта потрібної технології, а кожен її варіант реалізується можливими комбінаціями рішень мінімізованими з економічних і екологічних показників. 5. В результаті проведених досліджень запропонована нова технологія, яка забезпечує підвищення здатності деталей чинити опір зношуванню, гарантує надійність і довговічність їх роботи в агресивних середовищах, екологічну безпеку і скорочення витрат на їх виготовлення. Кращою стійкістю володіють зразки з сталі 12Х18Н10Т, з покриттями: ЦЕІЛ → ЕІЛ Al → ЕІЛ (90%ВК6+ 10%1М) → МПМ (80% ZrN), знос яких у порівнянні із зразками зі сталі 45 менший на 37,3%, на 96,7% менше зразків без покриття, на 38,7% менше в порівнянні з аналогом і, відповідно, на 6,5 і на 9,7%, менше покриттів, МПМ яких, армовані сумішшю (40%WC+40%ZrN) і 80%WC). Для високоміцного чавуну марки ВЧ60 кращі результати з гідроабразивної зносостійкості показали зразки з покриттям, сформованим в послідовності: ЕІЛ Al → ЕІЛ (90%ВК6+ 10%1М) → МПМ (80% ZrN), знос яких на 97,1% менше зразків без покриття, на 44,1% менше в порівнянні з прототипом (зразками зі сталі 12Х18Н10Т) і відповідно, на 5,9 і 14,7% менше сформованих в послідовності ЕІЛAl → ЕІЛ (90%ВК6+10%1М) → МПМ (40%WC+40%ZrN) і в послідовності ЕІЛAl → ЕІЛ (90%ВК6+10%1М) → МПМ (80% WC). 6. Розроблені і впроваджені у виробництво технологічні рекомендації виготовлення й ремонту деталей машин, поверхні яких в процесі роботи підлягають гідроабразивному і другим видам зношування, економічними, енергоощадними і екологічно безпечними технологіями, захищеними двома патентами України із загальним економічним ефектом 405 тис. грн. Наукова новизна одержаних результатів: 1. Вперше встановлено функціональний взаємозв'язок між закономірностями технологічного процесу формоутворення поверхні деталі з заданими експлуатаційними властивостями і інтегральними показниками економічної ефективності та екологічної безпеки, що дозволило кількісно оцінити вплив кожної складової технологічного процесу ремонту на екологічну безпеку виробництва в цілому. 2. Вперше експериментальними дослідженнями встановлено кореляційний зв'язок між ваговим і лінійним зносом сталевих та чавунних зразків з електроіскровими покриттями та величиною енергії, витраченої на руйнування поверхневого шару, який в першому наближенні нагадує експоненціально зростаючу залежність. Отримано рівняння вагового та лінійного зносу захисних електроіскрових покриттів сталевих та чавунних зразків і запропонований алгоритм для визначення їх констант (максимального вагового зносу ∆mн, максимального лінійного зносу ∆hн і енергії активації процесу зносу ЕА). 3. Вперше науково обґрунтовано та узгоджено параметри розробленої системи спрямованого вибору більш надійної і екологічно безпечної технології виготовлення і ремонту відповідальних деталей машин, які працюють у важких умовах гідроабразивного зносу. 4. Вперше на підставі встановлених кореляційних залежностей між енергією витраченою на руйнування поверхневого шару ЕТ та ваговим ΔmЕЗ.+ГЗ та лінійним ΔhЕЗ+ГЗ зносом композиційних електроіскрових покриттів (КЕП) зразків, фізично обґрунтовано функціональні зв’язки між основними параметрами процесу зносу (рівняння зносу), що дозволяє по енергії, затраченій на руйнування поверхневого шару, визначати лінійний та ваговий знос КЕП покриття, а також вирішувати зворотну задачу - знаходити величину енергії руйнування поверхневого шару, необхідної для здійснення зносу певної кількості речовини або отримання необхідного лінійного зносу. 5. Вперше для різних матеріалів зразків (сталь 45, сталь Р6М5 і високоміцний кулястий чавун ВЧ50) обґрунтовано розроблену методику визначення констант рівняння зносу: найбільшого вагового та лінійного зносу, відповідно ΔmЕЗ+ГЗ max) та ΔhЕЗ+ГЗ max), а також енергію активації процесу зношування ЕА, які можуть бути критеріями вибору найбільш раціональної та екологічно безпечної технології виготовлення і ремонту відповідальних деталей машин, які працюють у важких умовах гідроабразивного зносу. 6. Вперше експериментальними дослідженнями доведена економічна, технологічна, експлуатаційна і екологічна доцільність нанесення на металеві поверхні композиційних ЕІП компактними електродами з використанням СТНС в порівнянні з ЕІ, виготовленими шляхом спікання ПМ. 7. Вперше експериментальними і порівняльними дослідженнями доведена перевага армування металополімерних матеріалів порошком нітриду цирконію при формуванні комбінованих зносостійких покриттів, нанесених в послідовності ЕІЛ Al → ЕІЛ (90%ВК6+ 10%1М) → МПМ (80% ZrN) на чавунні поверхні і з попередньою ЦЕІЛ на поверхні зі сталі для захисту від гідроабразивного зносу. Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці ряду технологічних рекомендацій нанесення захисних покриттів на деталі, працюючі в умовах гідроабразивного і ерозійного зносу, вживання яких допоможе підвищити їх зносостійкість і довговічність. Отриманні в роботі технологічні рішення, захищені 2 патентами і впроваджені на ПАТ «НВАТ ВНДІКОМПРЕСОРМАШ», АТ «СМНВО ІНЖИНІРИНГ» та ТОВ «ТРІЗ ЛТД», м. Суми з загальним очікуваним економічним ефектом 405000 (чотириста п’ять тисяч) гривен. Розробки, які виконані в дисертаційній роботі, впроваджені в навчальний процес кафедри технічного сервісу Сумського національного аграрного університету і використовуються при викладанні дисциплін «Матеріалознавство і ТКМ», «Технологія машинобудування в галузі» і «Триботехнологія». Основні результати дисертаційної роботи, їх узагальнення та викладені наукові положення та висновки, що становлять суть роботи, отримані та сформульовані автором самостійно.