すべてのアプリケーションに適した素材

専門知識

すべてのアプリケーションに適した素材

5年前に会社に来る前は、リー・ロスロイトナーのティムケンでの経験は、彼が育ったネブラスカの牧場に限られていました。 黒とオレンジのボックスは、彼と彼のお父さんがトラクターのベアリングを交換したときに、ワークベンチでよく見られました。

ティムケンの研究開発(R&D)部門に着手した後、ロスロイトナーの視点はかなり劇的に変化しました。 「私はティムケンが行う仕事の幅広さに正確に気づきました」と彼は言います。 「私は博士号の冶金学者です。私が望むほとんどすべての金属熱処理プロセスを実行できる研究所にアクセスできることほどエキサイティングなことはありません。」

今日、彼は材料の研究開発のマネージャーとして、その精神をチームにもたらしています。 「私はこの巨大な本、ASMハンドブック、第4巻を棚から取り出します」と彼は言います。 ASM Internationalは、材料知識の収集と普及で知られる108年の歴史を持つグローバルエンジニアリングコミュニティです。 第4巻のタイトルは「熱処理」です。

「私は、その本のすべての熱処理プロセスについての立場を持ってほしいと彼らに言います」と彼は言います。それが機能する場合、私はそれを実装できるプロセスと手段が欲しいのです。」

原料ブランドの原料

Rothleutnerは当初、超大口径風力タービンのメインシャフトベアリング用のティムケンのシームレス高周波焼入れプロセスの開発を推進するために採用されました。 彼はそこで大きな成功を収め、現在の地位に就く前に材料変換グループを率いるように昇進しました。

風力エネルギーの仕事の結果として、ロスロイトナーはルーマニアで多くの時間を過ごし、プロイエシュチエンジニアリングセンターオブエクセレンスチーム。 今日、彼と彼のチームは、近くで紹介されている高度な硬化プロセスと技術でも役割を果たしていますプラホヴァ工場。 「そこでは、ベイナイト鋼を製造する「オーステンパリング」と呼ばれるプロセスを使用しています」と彼は言います。

チームはまた、コーティング技術過去数年間で、2020年には容量が2倍になりました。 「現在、それに対する大きな需要があり、その分野のグループリーダーであるVikramBedekarは途方もない仕事をしてきました」とRothleutnerは言います。

材料チームは、ケース浸炭プロセスの最適化も担当しています。これは、ティムケンの元の1897特許にまでさかのぼる技術です。 「私たちはそのテクノロジーを非常によく知っているので、それがどこに適合し、他のプロセスがより適しているかを知っています」とロスロイトナーは言います。

適切な成分、適切な用途

ティムケンが設計したソリューションには、根本的に、各アプリケーションに適切な成分と適切なレシピを特定することが含まれます。 「顧客は、ヒットしたい特定のプロパティのセットを持って私たちのところにやって来ます」とRothleutner氏は言います。 「私たちは化学と構造をまとめました。」

そこにたどり着くにはチームの努力が必要であり、アプリケーションエンジニアが主導権を握っています。 R&Dは、ソリューションが標準のティムケンプロセスを超える化学的性質と構造を必要とする場合に関与しますが、材料の選択は多くの場合、アプリケーション条件に依存します。 次のような最も過酷な衝撃荷重と破片が見られるアプリケーション連続鋳造ライン製鉄所では、ケース浸炭鋼が必要です—最も硬いものです。 それほど極端でない環境で良好な潤滑性を備えている場合、ベイナイト鋼も同様に良好に機能します。

たとえば、今日、ある鉱業および建設機械メーカーは、ホイールローダーのティムケンディファレンシャルベアリングを浸炭ケースから完全硬化鋼に変換しています。 農機具のトランスミッションは、ますます硬化したベアリングも備えています。

「私たちは、ケース浸炭に関する100年の経験を活用して、さまざまなプロセスの限界を理解しています」とRothleutner氏は言います。 「私たちにはテストがあり、データがあるので、他のプロセスがより少ないリソースで同等に高いパフォーマンスを提供できる場所を正確に知っています。」

風力タービンの主軸軸受の場合、浸炭サイクルは製造プロセスに100時間以上追加されますが、シームレス高周波焼入れは約2時間で同じことを行います。 「ベアリングの製造にかかる時間が50%短縮されることを話しているので、顧客はますますそれを仕様に書き込むようになっています」と彼は言います。

私は再生可能エネルギー分野での仕事に大きな誇りを持っており、それが私が雇った多くの人々にとって大きな推進力であったことを知っています。 世界で最も有名な再生可能エネルギー会社のいくつかの友人は、私たちがここで風力タービンと途方もなく大きなベアリングを使って行っている仕事に驚いています。 彼らはそこでの課題を知っています。 Lee Rothleutner
材料研究開発マネージャー

高度なモデリング、より迅速なソリューション

チームはまた、3Dプリンターを使用してプロトタイプ、デモンストレーションピース、およびカスタマイズされたツールコンポーネントを作成し、3D金属添加剤の製造機能を評価しています。 「3Dは業界でホットなトピックであり、私たちはそれが私たちにぴったり合う場所を評価しています」とRothleutner氏は言います。

今のところ、最大の見返りは、プロセスと有限要素モデリングを進歩させるためのチームの努力によるものです。 「熱処理プロセスに関するデータを収集することで、より予測性を高めることができます。ハードプロトタイプを作成する前にソリューションをモデル化し、製品が将来どのように動作するかを予測できます」と彼は言います。

また、高度なモデリングにより、チームは顧客とより直接的にやり取りできるため、顧客はアプリケーションのニュアンスをより明確に理解し、ソリューションにすばやく着手できます。

冶金コミュニティ

材料の研究は複雑ですが、実験室で化学、構造、特性を組み合わせたときに何が起こるかを楽しんでいる人々のグループにとっても非常にやりがいがあります。

「現在、私たちは新しい浸炭およびプラズマ窒化プロセスの最適化、およびビジネスのさまざまなセグメントのための他の楽しいプロジェクトに取り組んでいます」とロスロイトナーは言います。 「私たちは、風力タービンのギアボックス、いくつかの航空宇宙合金、極端な条件のためのいくつかのオフロードソリューションを検討しています。」

絶えず進化する作業の流れと、効率と進歩を促進するプロジェクトへの参加感により、プロジェクトは毎日従事し、ラボに戻ってきます。


ティムケンのR&Dは、お客様と直接協力してES302の耐摩耗性コーティングを開発しました。方法を読むその結果、風力エネルギー、農業、航空宇宙などのアプリケーションの寿命が劇的に延長されます。