techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1528-2025-15-4-8-20techusgu-366Research ArticleМЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕMETALLURGY AND MATERIALS SCIENCEИмплантирование деталей дифференциала материалами на основе карбида вольфрамаImplantation of differential parts with tungsten Carbide-based materialshttps://orcid.org/0000-0003-0807-9537ГорленкоА. О.GorlenkoA. O.

Александр Олегович Горленко, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Производство и сервис в транспортном машиностроении»

Alexander O. Gorlenko, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor of the Department of "Production and Service in Transport Engineering"

bugi12@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8457-6565АгееваЕ. В.AgeevaE. V.

Екатерина Владимировна Агеева, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологии материалов и транспорта

Ekaterina V. Ageeva, Doctor of Sciences (Engineering), Professor, Professor of the Department of Materials Technology and Transport

ageeva-ev@yandex.ruТабольскаяН. В.TabolskayaN. V.

Наталья Владимировна Табольская, студент

Natalia V. Tabolskaya, Student

N.tabolskaya@mail.ruГладскихИ. Р.GladskikhI. R.

Иван Романович Гладских, студент

Ivan R. Gladskikh, Student

gladikivan88@gmail.comМищенкоВ. В.MishchenkoV. V.

Виталий Викторович Мищенко, студент

Vitaly V. Mishchenko, Student

vvitz0851@gmail.comБрянский государственный технический университетРоссияBryansk State Technical UniversityRussian FederationЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation202515012026154820Copyright © Горленко А.О., Агеева Е.В., Табольская Н.В., Гладских И.Р., Мищенко В.В., 20262026Горленко А.О., Агеева Е.В., Табольская Н.В., Гладских И.Р., Мищенко В.В.Gorlenko A.O., Ageeva E.V., Tabolskaya N.V., Gladskikh I.R., Mishchenko V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/366Цель

Цель. Изучение вопросов, связанных с решением проблемы повышения износостойкости деталей дифференциала, имеющих цилиндрические поверхности трения, в частности пары трения «сателлит – ось сателлита».

Методы

Методы. Технология имплантирования комбинированной электромеханической обработкой реализовывалась на специальной установке, представляющей собой технологический комплекс, состоящий: из универсального станка (применяемого для механической обработки заготовок) с соответствующими инструментами и приспособлениями для закрепления обрабатываемой детали и подвода электрического тока большой силы и малого напряжения; силового блока для преобразования промышленного электрического тока; блока управления режимами обработки; средств коммутации и подвода смазывающе-охлаждающей технологической среды; блока сопряжения с ПЭВМ. В процессе имплантирования частицы карбида вольфрама внедрялись в формируемый поверхностный слой, армируя его. Затем на этой же поверхности проводилась электромеханическая обработка на упрочняющих режимах.

Результаты

Результаты. Экспериментально установлено, что эксплуатационные показатели деталей с цилиндрическими поверхностями трения, в частности износостойкость, во многом определяются параметрами качества их поверхностных слоев (отклонения формы, волнистость, шероховатость, физико-механические свойства), которые формируются в процессе производства. Пара трения «сателлит – ось сателлита» дифференциала переднего моста специального колесного шасси грузового автомобиля, имеет недостаточную износостойкость. Для ее повышения применялась комбинированная электромеханическая обработка.

Результаты испытаний показали, что при реализации технологии данной технологии интенсивность изнашивания пары трения «сателлит – ось сателлита» уменьшается в 2,07 раза по сравнению с заводским вариантом. Имеется акт проведения заводских испытаний. Оценка относительного увеличения ресурса пары трения «сателлит – ось сателлита» показала, что при обработке по заводской технологии относительный ресурс сопряжения примерно в 2 раза меньше, чем при реализации предложенной технологии.

Заключение

Заключение. Таким образом, поставленная цель достигнута. Результаты работы могут найти практическое применение при организации ресурсосберегающих и импортозамещающих технологий.

The purpose of this work was to solve the problem of increasing the wear resistance of car transmission differential parts by implanting them with subsequent treatment by surface plastic deformation.Methods. To achieve the goal set in the work, the following methods of processing the studied parts were used: correcting the geometry of the spike of a crosspiece that was in use by turning on a rotary-screw machine; applying graphite-tungsten coating to surfaces prepared for implantation and drying it; directly implanting on an installation specially designed for this process; hardening the implanted surface by running in with a two-roller head; fine grinding of the hardened surface of the crosspiece spike; investigation of the wear resistance of hardened surfaces according to the standard methodology; evaluation of the resource of restored and hardened parts.Results. Based on the conducted studies aimed at increasing the wear resistance of the differential transmission parts of the car, it was found that the properties of the restored and hardened surfaces of the differential crosspiece depend on the composition and structure of the formed surface layer by implanting tungsten-containing materials and subsequent running-in with a two-roller head. In particular, it was found that the wear resistance of the working surfaces of parts repaired and hardened using the new combined technology increases by 2.07 times compared with the new ones with a comparable increase in service life.Conclusion. Thus, the goal has been achieved, namely, the problem of increasing the wear resistance of the differential transmission parts of the car by implanting them with subsequent treatment by surface plastic deformation has been solved. The results obtained in this work can find practical application in the organization of resource-saving and importsubstituting technologies, which in turn will contribute to the creation of high-tech industries.

детали дифференциалаизноскомбинированная обработкакарбид вольфрамаимлантированиеdifferential partswearcombined machiningtungsten carbideimplantationReferencesСовременные тенденции развития машиностроения / М. В. Александров, Ю. М. Зубарев, А. В. Вебер, Н. Н. Солнцев // Судостроение. – 2025. – № 4(881). – С. 3-9. – EDN IZXHCX.Modern trends in the development of mechanical engineering / M. V. Alexandrov, Yu. M. Zubarev, A.V. Weber, N. N. Solntsev // Shipbuilding. – 2025. – № 4(881). – Pp. 3-9. – EDN IZXHCX.Горленко, А. О. Повышение износостойкости поверхностей трения углеродистых и легированных сталей имплантированием наноразмерных частиц / А. О. Горленко, М. Ю. Шевцов, Д. А. Болдырев // Сталь. – 2022. – № 3. – С. 28-33. – EDN AIQQPQ.Gorlenko, A. O. Increasing the wear resistance of friction surfaces of carbon and alloy steels by implanting nanoscale particles / A. O. Gorlenko, M. Y. Shevtsov, D. A. Boldyrev // Steel. – 2022. – No. 3. – pp. 28-33. – EDN AIQQPQ.Оценка влияния жидкого смазочного композиционного материала с наночастицами геомодификатора на трение в подшипниковом узле / А. Д. Бреки, О. В. Толочко, Н. Е. Стариков [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. – 2015. – № 3(16). – С. 17-23. – EDN UZCDRR.Assessment of the effect of a liquid lubricating composite material with geomodifier nanoparticles on friction in a bearing assembly / A.D. Breki, O. V. Tolochko, N. E. Starikov [et al.] // Proceedings of the Southwestern State University. Series: Engineering and technology. – 2015. – № 3(16). – Pp. 17-23. – EDN UZCDRR.Получение износостойких порошков из отходов твердых сплавов / Е. В. Агеев, В. Н. Гадалов, Б. А. Семенихин [и др.] // Заготовительные производства в машиностроении. – 2010. – № 12. – С. 39-44. – EDN NBXQRT.Obtaining wear–resistant powders from waste of hard alloys / E. V. Ageev, V. N. Gadalov, B. A. Semenikhin [et al.] // Procurement production in mechanical engineering. – 2010. – № 12. - pp. 39-44. – EDN NBXQRT.Быстрорежущая сталь, диспергированная в керосине / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, Е. А. Воробьев, М. А. Зубарев // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2014. – № 5(56). – С. 21-25. – EDN TCUFQH.High-speed steel dispersed in kerosene / E. V. Ageeva, E. V. Ageev, E. A. Vorobyov, M. A. Zubarev // Proceedings of the Southwestern State University. – 2014. – № 5(56). – Pp. 21-25. – EDN TCUFQH.Агеева, Е. В. Повышение качества ремонта и восстановления деталей современных транспортных систем / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2011. – № 3. – С. 503-509. – EDN PVJTYV.Ageeva, E. V. Improving the quality of repair and restoration of parts of modern transport systems / E. V. Ageeva, E. V. Ageev // Proceedings of Tula State University. Technical sciences. – 2011. – No. 3. – pp. 503-509. – EDN PVJTYV.Влияние технологии получения электродного материала из отходов быстрорежущей стали на износостойкость электроискровых покрытий / Е. В. Агеева, Е. В. Агеев, В. Ю. Карпенко, А. Ю. Алтухов // Наукоемкие технологии в машиностроении. – 2015. – № 1(43). – С. 36-41. – EDN TIJQXT.The influence of technology for obtaining electrode material from high-speed steel waste on the wear resistance of electric spark coatings / E. V. Ageeva, E. V. Ageev, V. Yu. Karpenko, A. Yu. Altukhov // High-tech technologies in mechanical engineering. – 2015. – № 1(43). – Pp. 36-41. – EDN TIJQXT.Триботехнические характеристики композиционных покрытий с матрицей из полигетероарилена ПМ-ДАДФЭ и наполнителями из наночастиц дихалькогенидов вольфрама при трении скольжения в среде жидкого смазочного материала / А. Д. Бреки, А. Л. Диденко, В. В. Кудрявцев [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2016. – № 3(66). – С. 17-28. – EDN WXFUOF.Tribotechnical characteristics of composite coatings with a polyheteroarylene PM-DADFE matrix and fillers made of tungsten dichalcogenide nanoparticles during sliding friction in a liquid lubricant medium / A.D. Breki, A. L. Didenko, V. V. Kudryavtsev [et al.] // Proceedings of the Southwestern State University. – 2016. – № 3(66). – Pp. 17-28. – EDN WXFUOF.Триботехнические свойства пластичных смазочных композиционных материалов с наполнителями из дисперсных частиц меди и цинка / В. В. Медведева, А. Д. Бреки, Н. А. Крылов [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2016. – № 2(65). – С. 109-119. – EDN WWRKFD.Tribotechnical properties of plastic lubricating composite materials with fillers from dispersed particles of copper and zinc / V. V. Medvedeva, A.D. Breki, N. A. Krylov [et al.] // Proceedings of the Southwestern State University. – 2016. – № 2(65). – Pp. 109-119. – EDN WWRKFD.Исследование противоизносных свойств пластичного смазочного композиционного материала, содержащего дисперсные частицы слоистого модификатора трения / В. В. Медведева, А. Д. Бреки, Н. А. Крылов [и др.] // Известия Юго-Западного государственного университета. – 2016. – № 1(64). – С. 75-82. – EDN VXDVQZ.Investigation of the anti-wear properties of a plastic lubricating composite material containing dispersed particles of a layered friction modifier / V. V. Medvedeva, A.D. Breki, N. A. Krylov [et al.] // Proceedings of the Southwestern State University. – 2016. – № 1(64). – Pp. 75-82. – EDN VXDVQZ.Агеев, Е. В. Практикум по технологии ремонта машин / Е. В. Агеев, С. А. Грашков. – Курск : Закрытое акционерное общество "Университетская книга", 2019. – 147 с. – ISBN 978-5-907205-93-2. – EDN ZJMANV.Ageev, E. V. Practicum on machine repair technology / E. V. Ageev, S. A. Grashkov. – Kursk : Closed Joint Stock Company "University Book", 2019. – 147 p. – ISBN 978-5-907205-93-2. – EDN ZJMANV.Агеев, Е. В. Проблемы и перспективы развития технической эксплуатации автомобилей / Е. В. Агеев, А. Л. Севостьянов, Ю. В. Родионов. – Пенза : Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2014. – 200 с. – ISBN 978-5-9282-1043-4. – EDN VTGFUD.Ageev, E. V. Problems and prospects of development of technical operation of cars / E. V. Ageev, A. L. Sevostyanov, Yu. V. Rodionov. Penza : Penza State University of Architecture and Construction, 2014. 200 p. ISBN 978-5-9282-1043-4. EDN VTGFUD.Агеев, Е. В. Алгоритм диагностирования цилиндропоршневой группы с применением технического эндоскопа / Е. В. Агеев, А. Л. Кудрявцев, А. Л. Севостьянов // Мир транспорта и технологических машин. – 2012. – № 1(36). – С. 116-122. – EDN PUNLJB.Ageev E. V., Kudryavtsev A. L., Sevostyanov A. L. Algorithm for diagnosing the cylindrical piston group using a technical endoscope // World of transport and technological machines. – 2012. – № 1(36). – Pp. 116-122. – EDN PUNLJB.Агеев, Е. В. Повышение качества диагностики двигателей автомобилей / Е. В. Агеев, А. Л. Кудрявцев, А. Л. Севостьянов // Мир транспорта и технологических машин. – 2011. – № 3(34). – С. 24-27. – EDN NKYRAJ.Ageev, E. V. Improving the quality of diagnostics of car engines / E. V. Ageev, A. L. Kudryavtsev, A. L. Sevostyanov // The world of transport and technological machines. – 2011. – № 3(34). – Pp. 24-27. – EDN NKYRAJ.Электроконтактная приварка. Теория и практика / Р. А. Латыпов, В. В. Булычев, П. И. Бурак, Е. В. Агеев. – Курск : Закрытое акционерное общество "Университетская книга", 2016. – 371 с. – ISBN 978-5-9908595-0-0. – EDN WGAMTF.Electrical contact welding. Theory and practice / R. A. Latypov, V. V. Bulychev, P. I. Burak, E. V. Ageev. – Kursk : Closed Joint Stock Company "University Book", 2016. – 371 p. – ISBN 978-5-9908595-0-0. – EDN WGAMTF.Агеева, Е. В. Установка для получения порошковых материалов, пригодных для технологических процессов восстановления и упрочнения деталей / Е. В. Агеева, М. В. Зубарев // Труды ГОСНИТИ. – 2017. – Т. 129. – С. 169-173. – EDN ZTMFCB.Ageeva, E. V. Installation for obtaining powder materials suitable for technological processes of restoration and hardening of parts / E. V. Ageeva, M. V. Zubarev // Proceedings of GOSNITI. – 2017. – Vol. 129. – pp. 169-173. – EDN ZTMFCB.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.