Zu den Auswahlmöglichkeiten für Linearlager gehören Lagermaterial, Beschichtungen und Beschaffung.

Korrosion ist eine Oxidationsreaktion, die die meisten Metalle betrifft. Bei Stahl oxidiert das Eisen, wenn es Luft und Wasser ausgesetzt wird, und bildet Rost, der das Material mit der Zeit allmählich zerstören kann. Beispielsweise verschlechtern sich die Oberflächen von Linearlagern aus Stahl durch Rost, was die Reibung erhöht, die Ausrüstung und die Umwelt verunreinigt und die Lebensdauer verkürzt (siehe Abbildung unten). Selbst scheinbar harmlose Oberflächenkorrosion kann bei verbraucherorientierten Anwendungen ein Problem darstellen. Wenn die Bedingungen Ihrer Anwendung wahrscheinlich Rost verursachen oder rostempfindlich sind, sollten Sie eine Behandlung zur Korrosionsbeständigkeit in Betracht ziehen.

Korrosion kann nicht vollständig gestoppt werden. Es gibt jedoch Möglichkeiten, den Prozess zu verlangsamen. Im Verlauf dieses Artikels werden wir einige Ansätze zum Korrosionsschutz untersuchen, einschließlich der damit verbundenen Kompromisse.

Materielle Angelegenheiten

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

Neben Kohlenstoffstahl können Linearlager auch aus martensitischem Stahl (Serie 400) und austenitischem Stahl (Serie 300) hergestellt werden. Martensit hat etwa 18 % Chrom, aber auch einen höheren Kohlenstoffgehalt. Es 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 Nachteil für die erhöhte Korrosionsbeständigkeit bei austenitischen Linearlagern ist eine verringerte Härte. Dadurch verringern sich die dynamischen und statischen Tragzahlen von austenitischen Linearlagern um etwa 80 % bzw. 85 %. Bei leichteren Lasten stellt dies nicht unbedingt ein Problem dar, da hier immer noch von Traglasten im Hunderter-Kilogramm-Bereich die Rede ist. Bei schwereren Lasten kann die Erhöhung der Anzahl der Blöcke auf jeder Schiene helfen, die Leistungsminderung auszugleichen.

Die Tragzahlen martensitischer Linearlager entsprechen denen ihrer Kohlenstoffstahlversionen (keine Abweichung).

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

Korrosionsschutzbeschichtungen

Es gibt zwei Klassen von Korrosionsschutzbeschichtungen:

Hartverchromung

Mäßige Korrosionsbeständigkeit (entspricht der von martensitischem Edelstahl)

Härte von 750 HV

Kostengünstiger als martensitisches Linearlager

Schwarze Verchromung

Sehr gute Korrosionsbeständigkeit (entspricht der von austenitischem Edelstahl)

Deutlich teurer als Hartverchromung, aber günstiger als austenitisches Linearlager

Eine Entscheidung über Beschichtungen erfordert Kompromisse. Ein mit Hartchrom beschichtetes Linearlager aus Kohlenstoffstahl eignet sich möglicherweise gut für preisempfindliche Anwendungen in moderaten Umgebungen. Für eine höhere Korrosionsbeständigkeit bietet schwarz verchromter Kohlenstoffstahl eine Korrosionsbeständigkeit, die nahezu der eines austenitischen Linearlagers zu einem reduzierten Preis entspricht. Die genaue Anzahl variiert je nach Lagergröße und Komplexität. Für Anwendungen, die eine maximale Lebensdauer erfordern, bietet eine schwarze Chrombeschichtung über einem martensitischen Linearlager den höchstmöglichen Schutz.

Ausführungsangelegenheiten

Korrosionsschutzbeschichtungen können wirksame Lösungen sein, es gibt jedoch wichtige Faktoren, die es zu beachten gilt. Erstens handelt es sich bei beschichteten Lagern nicht um Lagerartikel. Wenn die Fabrik einen Auftrag erhält, holt sie nicht ein vormontiertes Linearlager aus den Regalen, um Schutz anzubringen. Hersteller bauen in der Regel ein neues Linearlager von Grund auf und beschichten die Schienen und Blöcke vor der Endmontage. Abhängig von der Fabrik, den Auftragsspezifikationen und der Marktnachfrage kann sich die Lieferzeit dadurch um Wochen oder sogar Monate verlängern. Für Kunden, die sich eine solche Vorlaufzeit nicht leisten können, bietet die Hinzufügung einer Korrosionsschutzbeschichtung als Nachrüstartikel eine Alternative.

Das Beschichten eines fertigen Linearlagers kann eine Herausforderung sein. Das Linearlager muss zerlegt, zur Beschichtung verschickt und nach der Rücksendung wieder zusammengebaut werden. Dieser Prozess ist unkompliziert, aber nicht einfach, insbesondere bei Linearlagern, von denen erwartet wird, dass sie Toleranzen im Mikrometerbereich einhalten. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Beschichtungsdicke die Abmessungen der Laufringe verändert. Durch den erneuten Zusammenbau des Linearlagers mit den Originalkugeln wird die Beschichtung nach kurzer Zeit zerstört.

Der einzig wirksame Weg, eine After-Market-Beschichtung aufzutragen, besteht darin, die Lager zu demontieren, die Elemente zu beschichten und das Lager dann mit kleineren Kugeln wieder zusammenzubauen. Die Kugeln können so ausgewählt werden, dass sie zu den Laufringen passen oder eine entsprechende Vorspannung aufbringen. Dies erfordert einen Bestand an Kugeln mit Durchmessern in Abstufungen von 1 µm sowie die Fähigkeit, das Endprodukt zu testen und freizugeben.

Ein letzter erwähnenswerter Punkt ist, dass alle Beschichtungen über das Teil hinweg eine gewisse Dickenschwankung aufweisen. Dadurch kann es sein, dass ein beschichtetes Linearlager die Parallelitätsvorgaben des Basisteils nicht erfüllt. Wenn Ihre Anwendung enge Parallelitätstoleranzen aufweist, aber dennoch ein Korrosionsrisiko besteht, kann es sich lohnen, das zusätzliche Geld für ein austenitisches oder martensitisches Linearlager auszugeben.

Korrosionsschutz ist keine Frage der Wahl. Oxidation ist ein fortlaufender Prozess, der letztendlich die Lebensdauer von Geräten begrenzt. Wenn die Umgebungsfaktoren einer Anwendung die Wahrscheinlichkeit von Rost und Materialschäden mit sich bringen, ist es wichtig, sich für eine Strategie zum Umgang damit zu entscheiden. Informieren Sie sich über die Optionen und wenden Sie sich an Ihren Anbieter, um die richtige Wahl für die Anwendung zu treffen.