Insbesondere für Anwendungen, die FDA- oder USDA-Konformität erfordern

Kugelumlauf- und Rollenführungen sind dank ihrer hohen Laufgenauigkeit, guten Steifigkeit und hervorragenden Belastbarkeit das Rückgrat vieler Automatisierungsprozesse und Maschinen – Eigenschaften, die durch die Verwendung von hochfestem AISI/ASTM 52100-Chromstahl (allgemein als „Chromstahl“ bezeichnet) ermöglicht werden B. Wälzlagerstahl) für die tragenden Teile. Da Wälzlagerstahl jedoch nicht korrosionsbeständig ist, sind Standard-Linearumlaufführungen für die meisten Anwendungen mit Flüssigkeiten, hoher Luftfeuchtigkeit oder starken Temperaturschwankungen nicht geeignet.

Um den Bedarf an Umlaufführungen und Lagern zu decken, die in nassen, feuchten oder korrosiven Umgebungen eingesetzt werden können, bieten Hersteller korrosionsbeständige Versionen an. Der Grad der Korrosionsbeständigkeit, den eine Linearführung oder ein Lager bietet, variiert jedoch je nach den bei ihrer Herstellung verwendeten Materialien und Verfahren.

Da es keine standardisierte oder branchenweit akzeptierte Definition der Korrosionsbeständigkeit gibt, haben wir eine Aufschlüsselung der drei häufigsten Korrosionsbeständigkeitsstufen zusammengestellt, die von Herstellern von linearen Umlaufführungen und -lagern angeboten werden, sowie deren Hauptverwendungszwecke.

1 – Äußere Metallteile aus korrosionsbeständigem Stahl

Die erste Verteidigungsmaßnahme gegen Korrosion besteht darin, die Teile des Lagersystems anzugehen, die der Umgebung ausgesetzt sind – nämlich das Lagergehäuse und die Führungsschiene. Diese Komponenten können aus martensitischem Edelstahl gefertigt sein. Martensitische rostfreie Stähle sind ideal für Lageranwendungen, da sie für Formstabilität behandelt und gehärtet werden können, um den extremen Drücken und Hertzschen Spannungen standzuhalten, die linearen Umlauflagern innewohnen – insbesondere solchen, die Kugeln an den Wälzkörpern verwenden.

Einige Hersteller bieten Linearführungsschienen aus austenitischem Edelstahl an, der eine bessere Korrosionsbeständigkeit als martensitischer Edelstahl bietet. Allerdings kann austenitischer Edelstahl nicht ausreichend gehärtet werden und weist eine geringere Geschwindigkeit und Belastbarkeit auf, sodass er für tragende Oberflächen weniger geeignet ist als martensitischer Edelstahl.

2 – Alle Metallteile aus korrosionsbeständigem Stahl

Bei Anwendungen, die Salzwasser, Säuren, alkalischen Lösungen (Basen) oder Dampf ausgesetzt sind, kann es erforderlich sein, für alle Metallteile – sowohl innerhalb als auch außerhalb des Lagerblocks – Edelstahl zu verwenden. Da sie die Last tragen, bestehen die Kugeln oder Rollen üblicherweise aus martensitischem Edelstahl (ebenso wie das Lagergehäuse), während die nicht tragenden Teile, wie Befestigungselemente, Endplatten und Schmierteile, aus austenitischem Edelstahl bestehen.

Bei dieser Konfiguration ist es wichtig zu beachten, dass die tragenden Komponenten (insbesondere die Laufbahnen und Wälzkörper) aus Edelstahl und nicht aus Lagerstahl bestehen, sodass die Lagertragfähigkeit reduziert ist.

3 – Äußere Metallteile verchromt

Für ein Höchstmaß an Korrosionsschutz können alle freiliegenden Metalloberflächen plattiert werden – typischerweise mit einer Hartchrom- oder Schwarzchrombeschichtung. Einige Hersteller bieten auch eine Schwarzverchromung mit einer Beschichtung aus Fluorkunststoff (Teflon oder PTFE) an, die einen noch besseren Korrosionsschutz bietet. Verchromungen können auf den meisten Metallen, einschließlich Edelstahl, angebracht werden.

Der Nachteil der Beschichtung eines Linearlagers oder einer Führungsschiene besteht darin, dass die beschichtete Oberfläche dadurch dicker wird und sich dadurch die Höhen- und Breitentoleranzen der Lagerbaugruppen ändern.

Weitere Optionen für die Korrosionsbeständigkeit

Neben Edelstahl- und Chrombeschichtungen für Linearführungen und Lager gibt es weitere Optionen, die Designern und Anwendern den Umgang mit korrosiven Umgebungen ermöglichen. Eine besteht darin, ein lineares Umlauflager mit einem Gehäuse (Körper) aus Aluminium zu verwenden. Dieses Design kann für Anwendungen ausreichend sein, bei denen nasse oder korrosive Bedingungen möglich, aber nicht wahrscheinlich sind, oder bei denen die Komponenten den korrosiven Stoffen nicht direkt ausgesetzt sind. Aluminiumlager haben ein geringeres Gewicht und sind oft kostengünstiger als andere korrosionsbeständige Optionen, werden jedoch normalerweise nur in einer kleinen Auswahl an Größen, Vorspannungen und Genauigkeitsklassen angeboten und haben eine geringere statische Belastbarkeit als Stahl oder Edelstahl Stahlversionen.

Zwei weitere korrosionsbeständige Optionen für Linearführungen – insbesondere für Anwendungen, die FDA- oder USDA-Konformität erfordern – sind stromlose Nickel- und Nickel-Kobalt-Beschichtungen. Beide Beschichtungen erfüllen nicht nur die vom USDA und der FDA festgelegten Standards, sondern bieten auch eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und Härte und können auf Stahl- und Edelstahlkomponenten verwendet werden.