Підвищення параметрів якості стальних поверхонь комбінованими технологіями електроіскрової цементації. Ч. 1. Властивості металевих поверхонь
ТАРЕЛЬНИК В.Б.$^{1}$, ГАПОНОВА О.П.$^{2,3}$, ТАРЕЛЬНИК Н.В.$^{1}$, КОНОПЛЯНЧЕНКО Є.В.$^{1}$, МІКУЛІНА М.О.$^{1}$, ПОСТОЛАТІЙ В.В.$^{1}$
$^1$Сумський національний аграрний університет, вул. Герасима Кондратьєва, 160, 40021 Суми, Україна
$^2$Сумський державний університет, вул. Харківська, 116, 40007 Суми, Україна
$^3$Інститут фундаментальних технологічних досліджень Польської академії наук, 5Б Павіньскєґо, 02-016 Варшава, Польща
Отримано / остаточна версія: 02.01.2026 / 03.06.2026
Завантажити
PDF
Анотація
Актуальність даного дослідження зумовлено зростаючими вимогами щодо надійности та довговічности деталів машин, що працюють в умовах інтенсивних механічних навантажень, підвищених температур і дії корозійних середовищ. Сучасні енергоефективні й екологічно безпечні технології поверхневого зміцнення, зокрема електроіскрове леґування (ЕІЛ), відкривають широкі можливості для цілеспрямованого модифікування структури та властивостей поверхневих шарів без зміни геометричних параметрів виробів. Метою даної роботи є аналіза комбінованих електроіскрових технологій формування функціональних покриттів, а також обґрунтування способів удосконалення методу ЕІЛ шляхом використання вуглецевмісних паст (спеціяльних технологічних середовищ — СТС) і наноструктурування поверхневих шарів за рахунок введення до їхнього складу вуглецевих нанотрубок. У роботі наведено результати досліджень структурно-фазового складу й експлуатаційних властивостей покриттів, одержаних удосконаленими технологіями ЕІЛ. Розглянуто методи електроіскрової цементації, ЕІЛ твердими зносостійкими та м’якими антифрикційними металами, формування комбінованих багатошарових покриттів, а також гібридні технології, що поєднують ЕІЛ з подальшою поверхневою пластичною деформацією (ППД). Проведено мікроструктурні, трибологічні та механічні дослідження, а також аналізу напружено-деформованого стану поверхневих шарів. Одержані результати показали, що електроіскрова цементація забезпечує аномально високу дифузію Карбону та формування нерівноважних дрібнозернистих структур із твердістю до 72 HRC. Комбінування ЕІЛ графітовою електродою з наступною ППД уможливлює зменшити шерсткість поверхні до Ra = 0,1–1,5 мкм, підвищити зносостійкість і адгезійну міцність покриттів, а також керувати рівнем залишкових напружень. Використання СТС із вуглецевими нанотрубками сприяє формуванню наноструктурованих покриттів з підвищеною мікротвердістю та корозійною стійкістю. Практичне застосування одержаних результатів полягає у впровадженні комбінованих електроіскрових технологій для зміцнення та відновлення деталів машин, зокрема елементів насосів, ущільнень і підшипникових вузлів, що забезпечує підвищення їхньої надійности та довговічности.
Ключові слова: електроіскрове леґування, електроіскрова цементація, комбіновані покриття, мікроструктура, довговічність деталів машин.
DOI: https://doi.org/10.15407/ufm.27.02.***
Citation: V.B. Tarelnyk, O.P. Haponova, N.V. Tarelnyk, Ie.V. Konoplianchenko, M. A. Mikulina, and V.V. Postolatii, Improving the Quality Parameters of Steel Surfaces by Combined Electrospark Carburizing Technologies. Pt. 1. Properties of Metal Surfaces, Progress in Physics of Metals, 27, No. 2: ***–*** (2026)