Хмельницький національний університет – піонер впровадження вакуумно-дифузійних газорозрядних технологій модифікації поверхонь металів.
За майже сорокарічну історію наукової діяльності структурний підрозділ університету – Подільський фізико-технологічний центр виконав декілька десятків наукових розробок в цьому напрямку, спроектував та виготовив серію установок для реалізації процесу азотування в тліючому розряді, отримав статус спільної лабораторії прогресивних методів зміцнення Міністерства освіти України та Академії наук України.
Науково-технічні роботи виконуються на установках для безводневого азотування у тліючому розряді У-1, УАТР-3, ИПА-288, сконструйованих співробітниками Подільського наукового фізико-технологічного центру Хмельницького національного університету.
Розроблені установки мають ряд принципових конструктивних відмінностей порівняно з вітчизняними і зарубіжними аналогами:
- наявність системи підготовки газового середовища, що дозволяє дозувати і готувати багатокомпонентні газові середовища, в тому числі – у ході процесу;
- наявність замкнутої системи циркуляції робочих газів, що забезпечує високу економічність і екологічну чистоту роботи установок;
- наявність контролера, який забезпечує автоматичний вихід на заданий режим і підтримку його з високою точністю, а також гарантоване відсікання переходу тліючого розряду в дуговий.
Виготовлена в центрі гама технологічного устаткування дозволяє обробляти азотуванням в тліючому розряді об’єкти довжиною до двох метрів, діаметром до одного метра та масою до однієї тони. На все впроваджене устаткування розроблена проектно-конструкторська документація.
Фундаментальні науково-дослідні розробки Подільського фізико-технологічного центру Хмельницького національного університету становлять основу захищених двох докторських та більше десятка кандидатських дисертацій. Основу сучасних робіт вчених центру становлять проблеми нових варіантів процесу, які мають світову новизну: азотування в циклічно комутованому розряді, в розряді з автономними параметрами, матеріалознавчі аспекти модифікації.
Досягненням останнього періоду роботи центру є подальша розробка теоретичних основ азотування в тліючому розряді. В першу чергу це стосується принципово нової моделі процесу на енергетичних принципах, яка відкриває потенціальні можливості керування технологією з врахуванням бажаних кінцевих результатів модифікації. В цьому випадку вибір та оптимізація параметрів обробки автоматизуються, причому критерієм оптимізації є якраз підвищення ресурсу оброблюваних деталей в реальних умовах експлуатації.
Технологія може застосовуватись в усіх галузях, де виникає потреба підвищити ресурс оброблювального інструменту, оснащення, деталей, котрі працюють в умовах інтенсивного зношування, кавітаційного та корозійного впливу на них зовнішнього середовища: машинобудування, авіабудування, виробництво транспортних засобів та сільськогосподарської техніки, харчова промисловість, деревообробка, переробка пластичних мас, литво легких сплавів, обробка каміння тощо.
Подільський науковий фізико-технологічний центр Хмельницького національного університету виконує замовлення підприємств та організацій з усієї України і плідно співпрацює з ТОВ «МАГМА», м. Маріуполь; ПМП «Юркон», м. Хмельницький; ТОВ НВП «Завод бурового обладнання», м. Коростень; ПВКФ «Бджілка», м. Хмельницький; ПАТ «НОРД», м. Краматорськ, Донецька обл.; АТ «Завод «Темп», м. Хмельницький; ТОВ «Репласт», м. Львів; ПрАТ «Хмельпиво», м. Хмельницький; ДП «НОВАТОР», м. Хмельницький; ПП «ВФ «ПОЛІМАШПРОЕКТ», м. Київ; ТОВ НВФ «АДВІСМАШ», м. Хмельницький.
Стендові випробування азотованих в безводневих газових середовищах зубчастих коліс, колінчатих, шліцьових і розподільних валів, коромисел показали підвищення стійкості в 1,6…3 рази, плунжерних насосів і підшипників кочення спеціального призначення – в 1,5 рази в порівнянні із серійною технологією. Промислові випробування азотованих в тліючому розряді пальців ланцюгів тягових транспортерів, деталей технологічного оснащення для обробки алмазів, шнеків термопластавтоматів, напрямних сопел литьових машин, що працюють в абразивних середовищах, виявили підвищення їхньої зносостійкості в 1,9…3,5 рази. Випробування азотованих деталей технологічних машин для підприємств харчової промисловості, об’єктів, що працюють в агресивних середовищах, підтвердили підвищення їхньої зносостійкості в 2…5 разів. Апробація у виробничих умовах азотованих в безводневих середовищах металорізального інструменту (фрез, свердел, мітчиків, плашок, токарних різців і ін.) забезпечила підвищення його зносостійкості в 1,7…3 рази залежно від умов різання. Довговічність азотованого інструменту для обробки деревини підвищилася в 3…5 разів. Зносостійкість ґрунтообробного інструменту (лап культиватора), що працює в умовах інтенсивного абразивного зношування підвищилася в 1,4…1,5 рази.
