Romaniv M. Improving the technology of forming micro-arc oxide coatings to improve the quality of parts surfaces

Українська версія

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy (PhD)

State registration number

0825U003682

Thesis Registration Form

0825U003682.pdf

Applicant for

Specialization

  • 131 - Прикладна механіка

16-10-2025

Specialized Academic Board

PhD 10864

Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas

Essay

ROMANIV M.M. Improving the technology of forming micro-arc oxide coatings to improve the quality of parts surfaces – Qualification scientific work in the form of a manuscript. Dissertation for the degree of Doctor of Philosophy in the specialty 131 – Applied Mechanics (13 – Mechanical Engineering) – Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas, Ivano-Frankivsk, 2025. The dissertation was carried out at the Department of Computerized Mechanical Engineering of the IFNTUOG. The purpose of the dissertation work is the improvement of the technology of forming micro-arc oxide coatings on aluminum alloys, their mechanical processing in order to increase the quality and accuracy of surfaces of aluminum alloy parts, with the aim of extending the service life of stuffing box and mechanical seal assemblies of centrifugal pumps. In the introduction, the relevance of the work is substantiated, the purpose and objectives of the research are formulated, the scientific novelty and practical significance of the obtained results are presented, as well as information about approbation, publications, structure, and volume of the dissertation. The first chapter analyzes centrifugal pump operation, highlighting the need for reliable shaft sealing. MAO coatings are promising, but the effect of initial roughness is understudied, making the development of coating technology with diamond grinding crucial for surface quality and precision. he second chapter analytically determines the resistance of a conical microelectrode with a beveled cut, revealing up to 90% reduction depending on geometry. A new low-resistance design with convenient reference electrode placement improves electrochemical measurement accuracy. In the third chapter, the alloys D16T and AK8M, as well as the selected equipment and instruments, are examined. A new MAO process was developed, with modernization of the installation and electrochemical cells. Experimental planning was carried out to optimize both MAO and grinding processes. Methods for evaluating coating properties, wear and thermal resistance are described. The fourth chapter studies MAO and diamond grinding of aluminum components, determining optimal parameters for high microhardness and minimal wear. Models of cutting forces and roughness were developed, and microscopy confirmed uniform, adhesive, wear- and corrosion-resistant coatings. The fifth chapter examines MAO effects on thin and thick oxide layers. A combined coating with diamond grinding and an electrolyte purification system were developed. Tests showed MAO-treated components had 1.4–1.55 times higher wear resistance, confirming production efficiency. The conclusions summarize the main results of the dissertation obtained in solving the technical tasks. To achieve the goal, a new model of a conical microelectrode with a beveled cut was developed, its design was improved, a comprehensive MAO technology for aluminum alloys with an automated system was created, mathematical models of the process and grinding were developed, and a recycled electrolyte purification system was implemented, enhancing measurement accuracy, coating stability, and reducing costs and environmental impact. The practical significance of the dissertation lies in creating a technology for strengthening aluminum components with oxide coatings for both manufacturing and repair purposes. Methodological and technological support for research and testing has been developed. The technologies and equipment were implemented in production and integrated into the educational process.

Read more

Research papers

Посувайло, В.М.; Витвицький, В.С.; Романів, М.М.; Пригоровська, Т.О. Вплив технологічних параметрів процесу плазмоелектролітичного оксидування алюмінію на швидкість росту покриттів. Прикарпатський вісник Наукового Товариства ім. Шевченка. Число 2020, 1(59), 165–178. https://doi.org/10.31471/2304-7399-2020-1(59)-165-178

Вольченко, Д. О.; Кіндрачук, М. В.; Скрипник, В. С.; Журавльов, Д. Ю., Романів, М. М. Дослідження водневого зносу важконавантажених металевих фрикційних елементів гальм. Проблеми тертя та зношування 2021, 91(2), 37–45. (Фахове видання). https://doi.org/10.18372/0370-2197.2(91).15528

Посувайло, В.М.; Шовкопляс, М.В.; Малінін, В.Ю.; Романів, М.М. Порівняння методів поверхневого зміцнення деталей машин покриттями. Вісник Черкаського державного технологічного університету 2021, 4, 83–97. (Фахове видання). https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2021.253298

Посувайло, В.М.; Шовкопляс, М.В.; Малінін, В.Ю.; Романів, М.М. Порівняння методів поверхневого зміцнення деталей машин покриттями. Вісник Черкаського державного технологічного університету 2021, 4, 83–97. (Фахове видання). https://doi.org/10.24025/2306-4412.4.2021.253298

Роп’як, Л. Я.; Николайчук, М. Я.; Шовкопляс, М. В.; Витвицький, В. С.; Романів, М. М.; Білінський, В. М. Автоматизована установка для очищення гальванічних відходів. Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія: Механізація та автоматизація виробничих процесів 2022, 2(44), 70–80. (Фахове видання). https://doi.org/10.32845/msnau.2021.2.15

Ropyak, L.; Shihab, T.; Velychkovych, A.; Bilinskyi, V.; Malinin, V.; Romaniv, M. Optimization of Plasma Electrolytic Oxidation Technological Parameters of Deformed Aluminum Alloy D16T in Flowing Electrolyte. Ceramics 2023, 6(1), 146–167. https://doi.org/10.3390/ceramics6010010 Scopus, WoS (Q2) https://www.scimagojr.com/journalsearch.php?q=21101062489&tip=sid&clean=0

Роп’як, Л.; Бандура, А.; Романів, М. Дослідження властивостей жаростійких покриттів, сформованих плазмовим електролітичним оксидуванням алюмінієвих сплавів. Науковий вісник Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу 2024, 2(57), 15–24. . (Фахове видання). https://doi.org/10.31471/1993-9965-2024-2(57)-15-24

Pashechko, M.; Роп’як, Л.Я.; Стрілецький, Ю.Й.; Романів, М.М. Система автоматичного контролю технологічних параметрів процесу мікродугового оксидування /M. Pashechko, Л. Я. Роп’як, Ю. Й. Стрілецький, М. М. Романів // Збірник тез ІХ Міжнародної науково-технічної конференції «Датчики, прилади та системи – 2021», присвяченій пам‘яті професора Шарапова В.М. с. Лазурне (Херсонська обл.) з 20–24 вересня 2021 р. С. 38–39. https://er.chdtu.edu.ua/bitstream/ChSTU/3355/1/Збірник%20матеріалів%20МНТК%20ДПС-2021.pdf

Роп’як, Л.Я.; Романів, М.М.; Шовкопляс, М.В.; Малінін, В.Ю.; Здерко, О.Р. Моделювання потоку електроліту в електрохімічній комірці для нанесення покриттів. Збірник наукових праць Х міжнародної науково-технічної конференції «Прогресивні технології у машинобудуванні РТМЕ–2022» 1–5 лютого 2022 р. Івано-Франківськ – Яремче, 2022. C. 127–129.

Bembenek, M.; Machnik, R.; Роп’як, Л.Я.; Романів, М.М. Дослідження режимів алмазного шліфування плазмових електролітичних оксидних покриттів. Збірник праць Х Міжнародної науково-технічної конференції «Датчики, прилади та системи – 2023», присвяченої пам‘яті професора Шарапова В.М. 12–14 вересня 2023, м. Черкаси. С. 107–108. https://er.chdtu.edu.ua/bitstream/ChSTU/4653/1/%D0%97%D0%B1%D1%96%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B5%D1%80%D1%96%D0%B0%D0%BB%D1%96%D0%B2%20%D0%9C%D0%9D%D0%A2%D0%9A%20%D0%94%D0%9F%D0%A1-2023.pdf

Barz, C.; Bembenek, M.; Paszeczko, M.; Romaniv, M.; Ropyak, L. Ways to increase technology efficiency ofmanufacturing parts strengthened by plasma electrolytic oxidation. Збірник праць XV Міжнародної науково-технічної конференції. Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2023: матеріали науково-технічної конференції, 27–28 квітня 2023 р., м. Київ / загальна редакція Р. В. Лютий. – Київ: КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. – 407с.

Романів, М.М.; Роп’як, Л.Я. Особливості формування покриттів на алюмінієвих сплавах плазмовим електролітичним оксидуванням. Всеукраїнська науково-технічна конференція студентів, аспірантів і молодих учених з міжнародною участю «Молодь в авіації: нові рішення та перспективні технології» присвячується 125-річчю Національного університету «Запорізька політехніка» 95-річчю Машинобудівного факультету 20-річчю кафедри "Технології авіаційних двигунів" 80-річчю ДП «ІВЧЕНКО-ПРОГРЕС» 21–22 листопада 2024 р. м. Запоріжжя, Національний університет «Запорізька політехніка» : тези доп. 2024. С. 139-141.

Bandura, A.; Ropyak, L.; Romaniv, M. Calculation of the Electrical Resistance of a Cone Microelectrode for Electrochemical Studies of Coatings. In Advanced Manufacturing Processes: Book of Abstracts of the 6 th Grabchenko’s International Conference on Advanced Manufacturing Processes, Odesa, Ukraine, September 10–13, 2024 / Volodymyr Tonkonogyi, Vitalii Ivanov (Eds.). Book of Abstracts. Sumy: IATDI, 2024. P. 63. https://tmvi.sumdu.edu.ua/docs/InterPartner-2024_Book%20of%20Abstracts.pdf

Величкович, А.; Роп’як, Л.; Романів, М. Аналітичне дослідження напруженого стану стержня з покриттям під час центрального розтягування чи кручення. Інженерія поверхні та реновація виробів: Матеріали 24-ї Міжнародної науково-технічної конференції, 26–27 червня 2024 р. – Київ: АТМ України, 15–19 с. https://atmu.net.ua/downloads/archive/2-24sb_compressed.pdf#page=15

Bandura, A.; Ropyak, L.; Romaniv, M. Calculation of the Electrical Resistance of a Cone Microelectrode for Electrochemical Studies of Coatings. Tonkonogyi V., Oborskyi G., Ivanov V., Trojanowska J. (Eds.). 6th Grabchenko’s International Conference on Advanced Manufacturing Processes, InterPartner 2024, Odesa, Ukraine, September 10–13, 2024. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer Science and Business Media Deutschland GmbH (2025) pp. 375–385. https://doi.org/10.1007/978-3-031-82746-4_33 (Scopus Q4).

Заявка № а202405272 на видачу патента України на винахід, МПК G01N27/333. Мікроелектрод для електрохімічних досліджень покриттів. Винахідники: Роп’як Л. Я., Бандура А. І., Романів М. М. Заявник і володілець ІФНТУНГ. Заявлено 06.11.2024. (Формальна експертиза). https://sis.nipo.gov.ua/uk/search/detail/1826519/

Read more

Files

autoreferat-АНОТАЦІЯ дис Романів.docx

Дис- Романів v25.pdf

Similar theses

0826U000587

Viktor O. Gorohovskyi

Substantiation of mass, kinematic and dynamic characteristics of critical parameters of complex moving objects.

0826U000475

Oleh Stibailo

Technological support for the production of screw elements for agricultural machinery

0825U004349

Sofiia O. Olishevska

Stability of natural soil slopes under climatic and technogenic impacts

0825U003662

Shovkoplias Maksym Volodymyrovych

Increasing the Service Life of the Cylinder–Piston Pair of Drilling Pumps

0825U003412

Maksym R. Pruss

Technological provisions for maximum productivity cutting alloyed steels with gas laser by radiation of powerful fiber optic lasers with an electrode – Qualification research work printed as a manuscript.