Применение нанотехнологогий в машиностроении

Abstract

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. В статье 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. В работе приведена информации об основных разработках, выполненных в ХНТУСХ имени Петра Василенка, касающиеся конкретных достижений. Работы в области машиностроения проводятся по двум направлениям - нанесение упрочняющих нано- покрытий 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.

З огляду на те, що розробка і застосування нанотехнологій вимагає складного і багатофакторного підходу в дослідженнях, є тривалим, базується на глибоких знаннях в галузі фізики, хімії, математики, матеріалознавства і навіть металургії, то такий індивідуальний підхід до конкретних деталей машинобудування часто стримується великими витратами з- за необхідності в проведенні таких багатопланових, всебічних досліджень. У статті виконано аналіз технологій, які ефективні в машинобудуванні. Це різні присадки в мастило, пластичні мастила, покриття для зменшення пошкоджуваності при терті і зниженні схильності до корозійної пошкоджуваності, інтенсивного зносу в сполученнях, при стендовій обкатці двигунів. Застосування таких технологій в машинобудуванні розробляються з урахуванням фізико-хімічних процесів, що забезпечують споживчі властивості виробів в експлуатації. Безпосередньо при виготовленні і відновленні деталей в машинобудуванні число розробок вельми обмежена, що пов'язано на відміну від застосування гелів, мастил, рідких покриттів (фарб, плівок), з більш складним індивідуальним підходом для підвищення споживчих властивостей в експлуатації. У зв'язку з індивідуальним підходом в кожному конкретному випадку експлуатації, із забезпеченням споживчих властивостей при зміцненні нанопокриттями і відновлювальної технології працездатності деталей машинобудування необхідне проведення багатоступеневих наукових досліджень, без яких використання новітніх технологій може виявитися високо витратним і не ефективним і з точки зору досягнення оптимальної структури металу і властивостей. У роботі приведена інформації про основні розробки, виконані в ХНТУСГ імені Петра Василенка, що стосуються конкретних досягнень. Роботи в галузі машинобудування проводяться за двома напрямками - нанесення зміцнюючих нано- покриттів на різальний інструмент, що використовується в машинах і обладнанні, в тому числі при переробці продукції (ножі для дроблення бурака на цукрових підприємствах, в кондитерському виробництв при дробленні горіхів, а також упаковці цукерок в коробки, в комбайнах для дроблення полови при збиранні врожаю), поршневих кілець, деталей паливної апаратури машин, покриттів на приладах, використовуваних в електроніці. - нанесення відновлювальних та зміцнюючих покриттів на вали, деталі сполучень шляхом їх модифікування нано- і дисперсними присадками алмазів і вторинної шихтою від утилізації боєприпасів. Як показав досвід розробок університету, такий підхід викликає особливий інтерес фахівців і затребуваний на підприємствах.

Given that the development and application of nanotechnologies requires a complex and multifactorial approach to research is a long, based on a deep knowledge in physics, chemistry, mathematics, materials and even metals, such an individual approach to the specific detail of mechanical engineering is often hampered by high costs due the need to conduct such multidisciplinary, comprehensive studies. This article gives an analysis of the technologies that are effective in mechanical engineering. These are various additives in oil, greases, coating to reduce damage in friction and reducing the propensity for corrosion damage, increased wear in the pairings, at run-Metal engines. The use of such technology in mechanical engineering tailored to the physical and chemical processes that provide consumer properties of products in use. Directly in the manufacture and recovery of mechanical pieces in the number of development it is very limited, due in contrast to use gels, greases, liquid coatings (paints, films), with a more complex approach to increase individual consumer characteristics in operation. In connection with an individual approach to each case of operation, ensuring consumer properties at hardening nanocoatings and reducing performance engineering parts technology necessary to carry out multi-stage research, without which the use of new technologies can be highly costly and not effective in terms of achieving the optimal structure and metal properties. The paper provides information on the main developments made in the name of Peter HNTUSKH Vasilenko, relating to specific achievements. Work in the field of engineering are conducted in two directions - deposition of hardening coatings on nano-cutting tool used in machinery and equipment, including the processing of products (knives for crushing sugar beet at sugar factories, confectionery industries with crushed nuts and candy packaging in boxes, in combines crushing chaff during harvesting), piston rings, fuel equipment of machine parts, coatings on the devices used in electronics. - applying a remedial and hardening coatings on shafts, parts of their interfaces by modifying nano-diamonds and additives dispersed and secondary mix material from disposal of ammunition. As the experience of university research, this approach is of particular interest to specialists and in demand in the workplace. Nanotechnology can be a powerful tool for the integration of the technological complex in the international market of high-tech, reliable maintenance of competitiveness of domestic products.