Вдосконалення технології виготовлення матеріалів триботехнічного призначення із відходів машинобудівного виробництва

Наукова новизна одержаних результатів. Наукову новизну дисертаційної роботи становлять такі результати:

• розроблена технологічна схема одержання матеріалу у вигляді стального порошку із шліфошламів з покращеними властивостями завдяки додатковим операціям обкочування та подрібнення. Отриманий порошок містить 94, 5 – 97, 3% заліза і мінімальну кількість домішок. Хімічний склад і технологічні властивості одержаних порошків дозволяють використовувати їх для виготовлення деталей методом порошкової металургії (патент України на винахід № 63558 А) ;
• доведено, що більш достовірно процес подрібнення порошків описується двопараметричними кінетичними рівняннями В. Товарова, Ж. Гундерманна, К. Разумова;
• вперше на основі кінетичного рівняння К. А. Разумова розроблені рекомендації щодо прогнозування гранулометричного складу порошків сталі ШХ15 та заліза ПЖР-3М, шляхом встановлення оптимальних режимів обкочування-подрібнення;
• вперше проведені систематичні дослідження міцності та триботехнічних властивостей спечених матеріалів на основі порошку сталі ШХ15, отриманого із шліфошламів з добавками міді та графіту.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено технологічну схему фінішної обробки підшипникового шламу, що дозволяє, як показали дослідження, отримати високоякісний металевий порошок із необхідними фізико-технологічними властивостями, що має частинки порошку регулярної форми і розмірів.

Встановлено, що порошок відновлений в ендогазі та вакуумі, не поступається за своїми параметрами аналогічним порошкам, відновленим у середовищі водню. Запропоновано відновлення порошку сталі ШХ15 отриманого із шліфошламів проводити в ендогазі, що не потребує додаткових витрат та зменшує собівартість продукції.

На основі проведених досліджень рекомендовані такі технологічні параметри отримання композиційного матеріалу сталь ШХ15 – графіт – мідь: тиск пресування 400-800 МПа і температура спікання – 1200 0С. На базі отриманого порошку сталі ШХ15 розроблено антифрикційний матеріал для втулки ковзання. Промисловим випробуванням на ВАТ ЛуАЗ (м. Луцьк), ВАТ ЛПЗ (ПАТ «SKF-Україна», м. Луцьк) та ВАТ „Ковельсільмаш” (м. Ковель) підтверджено, що міцність та надійність втулок ковзання відповідає діючим стандартам, ресурс працездатності збільшується у 2-2, 5 рази. Річний економічний ефект від впровадження технології виготовлення втулок ковзання становить 973 000 грн. Частка автора становить 15% (145 950 грн / рік).

Особистий внесок здобувача. Постановка завдань і вибір методичних підходів до проведення досліджень зроблені науковим керівником за безпосередньої участі дисертанта. В дисертацію включено лише наукові результати, які отримані дисертантом особисто. В опублікованих разом із співавторами наукових працях внесок дисертанта полягає в наступному:

• розробка технології переробки шліфувального шламу сталі ШХ15 та визначення властивостей порошку, отриманого з нього [2, 5, 9, 11, 15];
• визначення механічних та триботехнічних характеристик виробів на основі порошку сталі ШХ15, отриманого із шліфошламів [6, 13, 14];
• аналіз та експериментальна перевірка математичних одно- і двопараметричних моделей подрібнення матеріалів для опису процесу подрібнення металевих порошків сталі ШХ15, які отримані після утилізації відходів підшипникового виробництва [7, 12].

Обґрунтованість та достовірність отриманих в дисертації результатів та зроблених висновків забезпечені використанням сучасних методик дослідження, статистичною обробкою експериментальних даних та їх інтерпретацією, яка узгоджується з основними положеннями трибоматеріалознавства.

Апробація результатів дисертації. Основні результати, представлені в дисертації, доповідались та обговорювались на науково-технічній конференції „Ресурсо- и энергосберегающие технологии в машиностроении” (м. Одеса, 1995 р.), міжнародному семінарі „Реологічні моделі та процеси деформування пористих і композиційних матеріалів” (м. Луцьк, 1999 р.), V міжнародній науковій конференції „Математичні проблеми механіки неоднорідних структур” (м. Львів, 2000 р.), міжнародній конференції „Электрические контакты и электроды (ЭК-2007) ” (АР Крим, Кацивелі, 2007 р.), IV міжнародній науково-технічній конференції „Современные проблемы машиностроения” (Росія, м. Томськ, 2007 р.), ІІІ, V, VІ міжнародних конференціях „Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий ” (АР Крим, Кацивелі 2004 р., Жуковка 2008 р., Понізовка 2010р.), VIII Всеукраїнській молодіжній науково-технічній конференції „Машинобудування країни очима молодих: прогресивні ідеї – наука – виробництво” (м. Луцьк, 2008 р.), Х міжнародній науково-технічній конференції „Прогресивна техніка та технологія – 2009” (м. Севастополь, 2009 р.), ІІ міжнародній науково-технічній конференції „Теоретичні і експериментальні дослідження в технологіях сучасного матеріалознавства та машинобудування” (м. Луцьк – Світязь, 2009 р.).

Публікації. За темою дисертації автором та за його участі опубліковано 22 наукові праці. Список із 15 основних праць наведено в авторефераті з них 8 статей у фахових виданнях, 6 тез у матеріалах міжнародних науково-технічних конференцій та семінарів, отримано патент України на винахід.

Структура та об’єм дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, списку використаних джерел і додатків. Матеріал, викладений на 133 сторінках машинописного тексту, містить 59 рисунків, 23 таблиці, список використаних джерел зі 115 найменувань, додаток. Загальний обсяг дисертації – 156 сторінок.

 

 

У вступі обґрунтовано актуальність вибраної теми дослідження, мети і завдань, викладено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів.

У першому розділі дано характеристику тертю, зношуваності, розглянуто фактори, що впливають на зносостійкість матеріалів. Проведений огляд наукової літератури показав, що підвищити основні експлуатаційні властивості спечених композиційних матеріалів триботехнічного призначення можливо замінивши залізну основу на сталеву, у вигляді порошків легованих сталей, отриманих із відходів металообробки. Коротко розглянуті загальні закономірності впливу величини частинок порошку на властивості пористої заготовки.