Подходящий материал для любого применения

экспертиза

Подходящий материал для любого применения

До прихода в Компанию пять лет назад опыт Ли Ротлейтнера с Timken ограничивался ранчо в Небраске, где он вырос. Черно-оранжевый ящик был обычным явлением на верстаке, когда он и его отец меняли подшипники на тракторе.

После того, как он начал работать в отделе исследований и разработок (R&D) Timken, взгляды Ротлейтнера резко изменились. «Я точно осознавал масштаб работы, которую выполняет Timken, – говорит он. «Я доктор наук по металлургии, и нет ничего более захватывающего, чем доступ к лабораториям, где я могу выполнять практически любой процесс термической обработки металлов, который захочу».

Сегодня, будучи менеджером отдела исследований и разработок материалов, он привносит этот менталитет в свою команду. «Я беру с полки эту огромную книгу, ASM Handbook, Volume Four, – говорит он. ASM International – это глобальное инженерное сообщество с 108-летней историей, известное тем, что собирает и распространяет знания о материалах. Четвертый том называется «Термическая обработка».

«Я говорю им, что хочу, чтобы у нас была позиция по каждому процессу термообработки, описанному в этой книге», – говорит он: «Работает ли он для нас, не работает и почему. Если это сработает, мне нужен процесс и средства для его реализации ».

Ингредиенты бренда ингредиентов

Изначально Ротлейтнер был нанят, чтобы помочь в разработке технологии индукционной закалки Timken для бесшовных подшипников главного вала ветряных турбин сверхбольшого диаметра. Там он добился большого успеха и был назначен руководителем группы преобразования материалов, прежде чем занять свою нынешнюю должность.

В результате своей работы в области ветроэнергетики Ротлейтнер провел много времени в Румынии, работая с Инженерный центр передового опыта Плоешти команда. Сегодня он и его команда также участвуют в передовых процессах и технологиях сквозной закалки, представленных в ближайшем Прахова растение. «Там мы используем процесс, называемый« аустемперинг », который позволяет производить бейнитную сталь», – говорит он.

Команда также добилась успехов с технологии покрытий за последние несколько лет, удвоение мощности в 2020 году. «Сейчас на это есть огромный спрос, и Викрам Бедекар, руководитель нашей группы в этой области, проделал огромную работу», – говорит Ротлейтнер.

Отдел материалов также отвечает за оптимизацию процессов науглероживания корпуса – технологии, восходящей к оригинальному патенту Timken 1897 года. «Мы очень хорошо знаем эту технологию, поэтому знаем, где она подходит, а где другие процессы – лучше», – говорит Ротлейтнер.

Правильный ингредиент, правильное применение

Инженерные решения Timken включают в себя определение правильных ингредиентов и правильного рецепта для каждого применения. «Клиенты приходят к нам с определенным набором свойств, которые они хотят поразить», – говорит Ротлейтнер. «Мы соединили химию и структуру».

Достижение этого требует командных усилий, в которых ведущую роль играют инженеры по приложениям. Исследования и разработки включаются, когда решение требует химического состава и структуры, выходящих за рамки стандартных процессов Timken, но выбор материалов часто сводится к условиям применения. Приложения, которые видят самые резкие ударные нагрузки и мусор, например линии непрерывного литья на сталелитейных заводах требуется науглероженная сталь – самая твердая из твердых. Для тех, у кого хорошая смазка в менее экстремальных условиях, бейнитная сталь может работать одинаково хорошо.

Сегодня, например, один производитель горнодобывающего и строительного оборудования переводит подшипники дифференциала Timken на колесных погрузчиках с науглероженной стали на сталь с сквозной закалкой. В трансмиссиях сельскохозяйственных орудий все чаще используются подшипники со сквозной закалкой.

«Мы используем наш вековой опыт в науглероживании корпусов, чтобы понять ограничения различных процессов», – говорит Ротлейтнер. «У нас есть тестирование, у нас есть данные, поэтому мы точно знаем, где другие процессы могут обеспечить столь же высокую производительность с меньшими ресурсами».

В случае подшипников главного вала ветряных турбин циклы науглероживания увеличили бы производственный процесс на 100 часов или более, в то время как бесшовная индукционная закалка делает то же самое примерно за два часа. «Вы говорите о сокращении времени на изготовление подшипника на 50%, поэтому заказчики все чаще вносят это в свои спецификации», – говорит он.

Я очень горжусь своей работой в секторе возобновляемых источников энергии, и я знаю, что это стало большим стимулом для многих людей, которых я нанял. Друзья из самых известных в мире компаний по производству возобновляемых источников энергии поражены той работой, которую мы проводим здесь с ветряными турбинами и смехотворно большими подшипниками. Они знают, какие проблемы там есть. Ли Ротлейтнер
Менеджер по НИОКР по материалам

Расширенное моделирование, более быстрые решения

Команда также оценивает возможности аддитивного 3D-производства металла, используя 3D-принтеры для создания прототипов, демонстрационных деталей и индивидуальных компонентов инструментов. «3D – это горячая тема в отрасли, и мы оцениваем, где именно она нам подходит», – говорит Ротлейтнер.

На данный момент наибольшая отдача от вложенных средств исходит от усилий команды по развитию процессов и моделирования методом конечных элементов. «Сбор данных о наших процессах термообработки помогает нам быть более предсказуемыми – смоделировать решение до того, как мы сделаем твердый прототип, и спрогнозировать, как продукт будет вести себя в будущем», – говорит он.

Расширенное моделирование также помогает команде более напрямую взаимодействовать с клиентами, чтобы они могли более четко понимать нюансы приложений и быстрее находить решения.

Металлургическое сообщество

Исследование материалов – это сложный процесс, но он также очень полезен для группы людей, которым нравится то, что происходит, когда вы объединяете химию, структуру и свойства в лаборатории, где любой средний день может быть крупным металлургическим прорывом.

«Прямо сейчас мы работаем над оптимизацией новых процессов науглероживания и плазменного азотирования, а также над другими интересными проектами для различных сегментов бизнеса», – говорит Ротлейтнер. «Мы ищем редукторы для ветряных турбин, некоторые аэрокосмические сплавы, некоторые внедорожные решения для экстремальных условий».

Постоянно меняющиеся рабочие потоки и чувство участия в проектах, которые способствуют повышению эффективности и прогрессу, заставляют их быть вовлеченными и возвращаться в лабораторию каждый день.


Отдел исследований и разработок Timken работал напрямую с заказчиками над разработкой износостойких покрытий ES302. Прочтите как результаты значительно продлевают срок службы приложений в ветроэнергетике, сельском хозяйстве, авиакосмической промышленности и других областях.