Le scelte per i cuscinetti lineari includono il materiale dei cuscinetti, i rivestimenti e l'approvvigionamento.

La corrosione è una reazione di ossidazione che colpisce la maggior parte dei metalli. Nel caso dell'acciaio, il ferro si ossida se esposto all'aria e all'acqua formando ruggine, che col tempo può gradualmente distruggere il materiale. Le superfici dei cuscinetti lineari in acciaio, ad esempio, si degraderanno a causa della ruggine, aumentando l'attrito, contaminando l'attrezzatura e l'ambiente e riducendo la durata (vedere la figura seguente). Anche la corrosione superficiale apparentemente benigna può rappresentare un problema nelle applicazioni rivolte ai consumatori. Se le condizioni della vostra applicazione potrebbero causare ruggine o sono sensibili alla ruggine, prendete in considerazione un trattamento per la resistenza alla corrosione.

La corrosione non può essere fermata del tutto. Esistono tuttavia modi per rallentare il processo. Nel corso di questo articolo esamineremo alcuni degli approcci al controllo della corrosione, compresi i compromessi coinvolti.

La materia conta

Il materiale predefinito del cuscinetto lineare è l'acciaio al carbonio. È molto duro, quindi è adatto a carichi elevati. Il problema è che arrugginisce. —Il cromo si ossida per formare uno strato inerte sulla superficie dell'acciaio. Questo strato di ossido aiuta a impedire al ferro di diffondere la superficie per formare ruggine.

Oltre all'acciaio al carbonio, i cuscinetti lineari possono essere realizzati in acciaio martensitico (serie 400) e acciaio austenitico (serie 300). La martensite contiene circa il 18% di cromo ma anche livelli più elevati di carbonio. È molto duro ma solo moderatamente resistente alla corrosione. L'austenite ha livelli più elevati di cromo, fino al 26%, che portano a uno strato di ossidazione più spesso e a una maggiore resistenza all'ossidazione.

Il compromesso per la maggiore resistenza alla corrosione nei cuscinetti lineari austenitici è la ridotta durezza. Di conseguenza, i coefficienti di carico dinamico e statico dei cuscinetti lineari austenitici vengono ridotti rispettivamente di circa l’80% e l’85%. Questo non è necessariamente un problema per i carichi più leggeri poiché parliamo ancora di capacità di carico di centinaia di chilogrammi. In caso di carichi più pesanti, aumentare il numero di blocchi su ciascuna rotaia può aiutare a compensare il declassamento.

I coefficienti di carico dei cuscinetti lineari martensitici sono gli stessi delle versioni in acciaio al carbonio (nessun declassamento).

Il più grande svantaggio di queste due opzioni anticorrosione è che possono essere un po’ più costosi dei cuscinetti lineari in acciaio al carbonio. Per progetti sensibili al budget, un cuscinetto lineare in acciaio al carbonio trattato con un rivestimento anticorrosione può essere la soluzione migliore.

Rivestimenti anticorrosione

Esistono due classi di rivestimenti anticorrosivi:

Cromatura dura

Resistenza alla corrosione moderata (equivalente a quella dell'acciaio inossidabile martensitico)

Durezza di 750 HV

Meno costoso del cuscinetto lineare martensitico

Cromatura nera

Ottima resistenza alla corrosione (equivalente a quella dell'acciaio inossidabile austenitico)

Significativamente più costoso della cromatura dura ma meno costoso dei cuscinetti lineari austenitici

Prendere una decisione sui rivestimenti richiede dei compromessi. Un cuscinetto lineare in acciaio al carbonio rivestito con cromo duro potrebbe essere una buona soluzione in applicazioni sensibili al prezzo in ambienti moderati. Per una maggiore resistenza alla corrosione, l'acciaio al carbonio cromato nero offre una resistenza alla corrosione quasi equivalente a quella di un cuscinetto lineare austenitico a un prezzo ridotto; il numero esatto varia a seconda delle dimensioni e della complessità del cuscinetto. Per le applicazioni che richiedono la massima durata, un rivestimento in cromo nero su un cuscinetto lineare martensitico fornisce la massima protezione possibile.

L'esecuzione è importante

I rivestimenti anticorrosione possono essere soluzioni efficaci, ma ci sono fattori chiave di cui essere consapevoli. Innanzitutto, i cuscinetti rivestiti non sono articoli in stock. Quando la fabbrica riceve un ordine, non preleva dagli scaffali un cuscinetto lineare preassemblato per applicarvi la protezione. I produttori in genere costruiscono un nuovo cuscinetto lineare da zero, rivestendo le guide e i blocchi prima dell’assemblaggio finale. A seconda della fabbrica, delle specifiche dell'ordine e della domanda del mercato, ciò può aggiungere settimane o addirittura mesi ai tempi di consegna. Per i clienti che non possono permettersi questo tipo di tempi di consegna, l'aggiunta di un rivestimento anticorrosione come articolo aftermarket rappresenta un'alternativa.

Rivestire un cuscinetto lineare finito può essere impegnativo. Il cuscinetto lineare deve essere smontato, inviato per il rivestimento e quindi rimontato dopo la restituzione. Questo processo è semplice ma non facile, soprattutto per i cuscinetti lineari che dovrebbero soddisfare tolleranze su scala micrometrica. Un altro problema è che lo spessore del rivestimento modifica le dimensioni delle piste. Il rimontaggio del cuscinetto lineare con le sfere originali distruggerà il rivestimento in un breve periodo.

L'unico modo efficace per applicare un rivestimento post-vendita è smontare i cuscinetti, rivestire gli elementi, quindi rimontare il cuscinetto con sfere più piccole. Le sfere possono essere selezionate per adattarsi alle piste o per applicare un livello appropriato di precarico. Ciò richiede un inventario di sfere con diametri in gradazioni di 1 µm, nonché la capacità di testare e approvare il prodotto finale.

Un ultimo punto degno di nota è che tutti i rivestimenti presentano alcune variazioni di spessore nella parte. Di conseguenza, un cuscinetto lineare rivestito potrebbe non soddisfare le specifiche di parallelismo della parte di base. Se la vostra applicazione ha tolleranze strette per il parallelismo ma presenta comunque rischio di corrosione, potrebbe valere la pena spendere soldi extra per un cuscinetto lineare austenitico o martensitico.

La protezione dalla corrosione non è una questione di scelta. L'ossidazione è un processo continuo che alla fine limiterà la durata delle apparecchiature. Se i fattori ambientali di un'applicazione introducono una probabilità di ruggine e danni materiali, è essenziale decidere una strategia per affrontarli. Ricerca le opzioni e consulta il tuo fornitore per aiutarti a fare la scelta corretta per l'applicazione.