每种应用的合适材料

专长

每种应用的合适材料

在五年前加入铁姆肯公司之前,Lee Rothleutner 与铁姆肯的联系仅限于内布拉斯加州伴他长大的牧场。当他和父亲更换拖拉机上的轴承时,工作台上经常会看到各种黑盒和橙盒。

进入铁姆肯公司研发部门之后,Rothleutner 的观点发生了巨大的变化。“我真正了解到铁姆肯业务的广度,”他表示。“我是冶金学博士,没有什么比进入实验室更令人兴奋的了,在这里我可以做想做的几乎所有金属热处理过程。”

如今,作为材料研发部经理,他将这种心态带到了团队中。“我从书架上拿走了这本厚重的书——《ASM 手册》第四卷,”他说道。ASM International 是一个拥有 108 年历史的全球工程社区,以收集和传播材料知识而闻名于世。第四卷的标题是“热处理”。

“我告诉他们,我希望大家对书中每一个热处理过程都有自己的看法,”他表示:“这些过程是否对我们有用或者不起作用以及为什么。如果有用,我希望获得利用这些过程的工艺和方法。”

材料品牌的组成部分

起初,Rothleutner 受聘负责推动铁姆肯公司用于超大口径风力轮机主轴轴承的无缝感应淬火工艺的开发。他在该领域取得了巨大成功,成功晋升为材料转换组的主管,随后进一步晋升至目前的经理职位。

Rothleutner 在罗马尼亚花费了大量时间与 Ploiesti 卓越工程中心合作,共同从事风力发电的相关工作。如今,他和他的团队还在为附近一家普拉霍瓦工厂服务,为该工厂采用的经淬火高级工艺和技术提供支持。“在那里,我们使用一种称为‘奥氏体等温淬火’的工艺制造贝氏体钢。”他说道。

在过去的几年中,我们团队在涂料技术方面也取得了长足进步,在 2020 年实现产能翻番。“现在这方面需求很大,该领域的团队负责人 Vikram Bedekar 做了大量工作,”Rothleutner 表示。

材料团队还负责优化渗碳工艺——这项技术可以追溯到铁姆肯公司 1897 年的原始专利。“我们非常了解这项技术,因此知道它适合什么应用,其他工艺更适合哪个应用。”Rothleutner 说道。



正确的要素,正确的应用

铁姆肯公司的工程化解决方案从根本上为每种应用确定正确的要素和正确的方案。“客户向我们提供一系列想要的特定属性,”Rothleutner 说道。“我们将化学性质与结构结合起来。”

成功解决需要在应用工程师的领导下展开团队合作。当解决方案所需的化学性质和结构超出铁姆肯公司的标准工艺范围时,将需要研发部参与进来,但是材料的选择通常取决于应用条件。涉及最苛刻的冲击载荷和碎屑要求的应用,例如钢厂中的连铸线,需要表面渗碳钢——硬度最高的一种钢。对于那些在非极端环境下具有良好润滑性能的产品来说,贝氏体钢也可以表现出色。

例如,现在有一家采矿和建筑设备制造商,正致力于将轮胎式装载机上应用的铁姆肯差速器轴承从渗碳钢转变为全淬透钢。农具的传动装置越来越多地采用全硬化轴承。

“我们将充分利用表面渗碳的百年经验来了解不同工艺的局限性,”Rothleutner 说道。“通过测试和收集数据,我们确切地知道其他流程可以在哪些方面以更少的资源提供同样高性能的产品。”

对于风力轮机的主轴轴承来说,表面渗碳循环将使制造过程延长 100 小时或更久,而无缝式感应淬火技术则只需要两个小时左右。“您所说的是轴承生产时间缩短 50%,因此越来越多的客户将这一点写入他们的规格书中,”他解释道。


我为自己在可再生能源领域工作感到非常自豪,而且我知道这对我所雇用的许多人来说也是一个很大的推动力。全球最著名的一些可再生能源公司的朋友们,都对我们在这里使用风力轮机和大得离谱的轴承所做的工作感到惊讶。他们知道那里所面临的挑战。Lee Rothleutner,
材料研发部经理

高级建模,更快找到解决方案

该团队还将评估 3D 金属添加剂的生产能力、使用 3D 打印机开发原型、演示件和自定义工具组件等。“3D 在业界始终是一个热门话题,我们正在评估它在哪些方面适合我们,”

Rothleutner 说道。就目前而言,最大的成功来自于该团队在推进流程和有限元建模方面的努力。“收集热处理工艺相关数据有助于我们更好地进行预测——以在制成坚固原型之前对解决方案进行建模,并预测产品在未来的表现,”他说道。

高级建模还可帮助团队更直接地与客户交互,以期更清楚地了解应用的细微差别,并更快地找到解决方案。



冶金社区

材料研究非常复杂——但是对于一群喜欢在实验室组合各种化学性质、结构和性能的人来说,这是非常有意义的;因为在这里,每天都可能有冶金方面的重大突破。

“目前,我们正在努力优化新的渗碳和等离子渗氮工艺,以及针对不同业务部门开展的其他有趣项目。”Rothleutner 补充道。“我们正在研究风力轮机变速箱、部分航空航天合金材料以及一些用于极端条件的越野解决方案。”

不断变化的工作流程以及参与项目的意识进一步提高了效率并加快了进度,并且使他们每天都能保持参与感并回归实验室。







铁姆肯公司研发部门直接与客户合作开发 ES302 耐磨涂层。了解结果如何戏剧性地延长了在风能、农业、航空航天等领域的使用寿命。