Zur Auswahl von Linearlagern gehören Lagermaterial, Beschichtungen und Bezugsquellen.

Korrosion ist eine Oxidationsreaktion, die die meisten Metalle betrifft. Bei Stahl oxidiert das Eisen unter Einwirkung von Luft und Wasser zu Rost, der das Material mit der Zeit allmählich zerstören kann. Die Oberflächen von Linearlagern aus Stahl beispielsweise werden durch Rost beschädigt, was die Reibung erhöht, die Anlage und die Umwelt verunreinigt und die Lebensdauer verkürzt (siehe Abbildung unten). Selbst scheinbar harmlose Oberflächenkorrosion kann bei verbraucherorientierten Anwendungen zum Problem werden. Wenn die Bedingungen Ihrer Anwendung Rost verursachen oder rostempfindlich sind, sollten Sie eine Korrosionsschutzbehandlung in Betracht ziehen.

Korrosion lässt sich nicht vollständig verhindern. Es gibt jedoch Möglichkeiten, den Prozess zu verlangsamen. In diesem Artikel werden wir einige Ansätze zur Korrosionskontrolle und die damit verbundenen Kompromisse untersuchen.

Materielle Angelegenheiten

Das Standardmaterial für Linearlager ist Kohlenstoffstahl. Er ist sehr hart und daher für hohe Belastungen geeignet. Das Problem ist jedoch, dass er rostet. – Das Chrom oxidiert und bildet eine inerte Schicht auf der Stahloberfläche. Diese Oxidschicht verhindert, dass Eisen in die Oberfläche diffundiert und Rost bildet.

Neben Kohlenstoffstahl können Linearlager auch aus martensitischem (400er) und austenitischem (300er) Stahl hergestellt werden. Martensit enthält etwa 18 % Chrom, aber auch einen höheren Kohlenstoffgehalt. Er ist sehr hart, aber nur mäßig korrosionsbeständig. Austenit hat einen höheren Chromgehalt – bis zu 26 % –, was zu einer dickeren Oxidationsschicht und einer höheren Oxidationsbeständigkeit führt.

Der Kompromiss für die höhere Korrosionsbeständigkeit austenitischer Linearlager ist eine geringere Härte. Infolgedessen verringern sich die dynamischen und statischen Tragzahlen austenitischer Linearlager um etwa 80 % bzw. 85 %. Bei geringeren Lasten ist dies nicht unbedingt ein Problem, da es sich immer noch um Tragzahlen im Hunderter-Kilogramm-Bereich handelt. Bei höheren Lasten kann eine Erhöhung der Anzahl der Blöcke pro Schiene die Leistungsminderung kompensieren.

Die Tragzahlen martensitischer Linearlager sind dieselben wie die ihrer Versionen aus Kohlenstoffstahl (keine Leistungsminderung).

Der größte Nachteil dieser beiden Korrosionsschutzoptionen besteht darin, dass sie deutlich teurer sein können als Linearlager aus Kohlenstoffstahl. Für budgetsensible Projekte kann ein Linearlager aus Kohlenstoffstahl mit einer Korrosionsschutzbeschichtung die beste Lösung sein.

Korrosionsschutzbeschichtungen

Es gibt zwei Klassen von Korrosionsschutzbeschichtungen:

Hartverchromung

Mäßige Korrosionsbeständigkeit (entspricht der von martensitischem Edelstahl)

Härte von 750 HV

Günstiger als martensitische Linearlager

Schwarzverchromung

Sehr gute Korrosionsbeständigkeit (entspricht der von austenitischem Edelstahl)

Deutlich teurer als Hartverchromung, aber günstiger als austenitische Linearlager

Die Entscheidung für eine Beschichtung erfordert Kompromisse. Ein Linearlager aus Kohlenstoffstahl mit Hartchrombeschichtung kann für preissensitive Anwendungen in gemäßigten Umgebungen geeignet sein. Schwarzverchromter Kohlenstoffstahl bietet eine höhere Korrosionsbeständigkeit, die nahezu der eines austenitischen Linearlagers entspricht, jedoch günstiger ist; der genaue Wert variiert je nach Lagergröße und -komplexität. Für Anwendungen, die eine maximale Lebensdauer erfordern, bietet eine Schwarzchrombeschichtung über einem martensitischen Linearlager den bestmöglichen Schutz.

Auf die Ausführung kommt es an

Korrosionsschutzbeschichtungen können wirksame Lösungen sein, es gibt jedoch wichtige Faktoren zu beachten. Erstens sind beschichtete Lager keine Lagerware. Bei einer Bestellung holt das Werk kein vormontiertes Linearlager aus dem Regal, um es zu schützen. Hersteller fertigen typischerweise ein neues Linearlager von Grund auf neu an und beschichten die Schienen und Blöcke vor der Endmontage. Je nach Werk, Auftragsspezifikationen und Marktnachfrage kann dies die Lieferzeit um Wochen oder sogar Monate verlängern. Für Kunden, die sich diese Vorlaufzeit nicht leisten können, ist eine Korrosionsschutzbeschichtung als Nachrüstprodukt eine Alternative.

Die Beschichtung eines fertigen Linearlagers kann eine Herausforderung sein. Das Linearlager muss zerlegt, zur Beschichtung verschickt und nach der Rücksendung wieder zusammengebaut werden. Dieser Prozess ist zwar unkompliziert, aber nicht einfach, insbesondere bei Linearlagern, die Toleranzen im Mikrometerbereich einhalten müssen. Ein weiteres Problem ist, dass die Beschichtungsdicke die Abmessungen der Laufringe verändert. Der Zusammenbau des Linearlagers mit den Originalkugeln zerstört die Beschichtung innerhalb kurzer Zeit.

Die einzige effektive Methode zum Aufbringen einer Aftermarket-Beschichtung besteht darin, die Lager zu zerlegen, die Elemente zu beschichten und das Lager anschließend mit kleineren Kugeln wieder zusammenzubauen. Die Kugeln können so ausgewählt werden, dass sie in die Laufringe passen oder eine geeignete Vorspannung erzeugen. Dies erfordert einen Lagerbestand an Kugeln mit Durchmessern in Abstufungen von 1 µm sowie die Möglichkeit, das Endprodukt zu testen und freizugeben.

Ein letzter erwähnenswerter Punkt ist, dass alle Beschichtungen über das gesamte Bauteil hinweg gewisse Dickenunterschiede aufweisen. Daher erfüllt ein beschichtetes Linearlager möglicherweise nicht die Parallelitätsspezifikationen des Basisteils. Wenn Ihre Anwendung enge Parallelitätstoleranzen aufweist, aber dennoch Korrosionsgefahr besteht, kann es sich lohnen, mehr Geld für ein austenitisches oder martensitische Linearlager auszugeben.

Korrosionsschutz ist keine Frage der Wahl. Oxidation ist ein fortlaufender Prozess, der die Lebensdauer von Geräten verkürzt. Wenn die Umweltfaktoren einer Anwendung die Wahrscheinlichkeit von Rost und Materialschäden erhöhen, ist es wichtig, eine Strategie zu finden, um dem entgegenzuwirken. Informieren Sie sich über die Optionen und wenden Sie sich an Ihren Lieferanten, um die richtige Wahl für Ihre Anwendung zu treffen.