선형 베어링 선택 시 고려 사항에는 베어링 재질, 코팅 및 공급처가 포함됩니다.

부식은 대부분의 금속에 영향을 미치는 산화 반응입니다. 강철의 경우, 철은 공기와 물에 노출되면 산화되어 녹이 발생하며, 이는 시간이 지남에 따라 재질을 점진적으로 손상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 강철 선형 베어링의 표면은 녹으로 인해 열화되어 마찰이 증가하고 장비와 환경을 오염시키며 수명이 단축됩니다(아래 그림 참조). 겉보기에는 무해해 보이는 표면 부식조차도 소비자가 접하는 제품에서는 문제가 될 수 있습니다. 사용 환경이 녹 발생 가능성이 높거나 녹에 민감한 경우, 부식 방지 처리를 고려해야 합니다.

부식을 완전히 막는 것은 불가능합니다. 하지만 부식 진행 속도를 늦추는 방법은 있습니다. 이 글에서는 부식 제어에 대한 몇 가지 접근 방식과 그에 따른 장단점을 살펴보겠습니다.

물질적인 문제

선형 베어링의 기본 재질은 탄소강입니다. 탄소강은 매우 단단하여 고하중을 견딜 수 있지만, 녹이 슬기 쉽다는 문제가 있습니다. 탄소강의 크롬은 산화되어 표면에 불활성 막을 형성합니다. 이 산화막은 철이 표면으로 확산되어 녹이 스는 것을 방지하는 역할을 합니다.

선형 베어링은 탄소강 외에도 마르텐사이트강(400 시리즈)과 오스테나이트강(300 시리즈)으로 제작할 수 있습니다. 마르텐사이트강은 크롬 함량이 약 18%이지만 탄소 함량도 더 높습니다. 매우 단단하지만 내식성은 중간 정도입니다. 오스테나이트강은 크롬 함량이 최대 26%까지 더 높아 산화막이 더 두껍고 산화 저항성이 뛰어납니다.

오스테나이트계 선형 베어링은 내식성이 향상되는 대신 경도가 감소하는 단점이 있습니다. 그 결과, 오스테나이트계 선형 베어링의 동적 및 정적 하중 등급은 각각 약 80% 및 85% 정도 감소합니다. 하중이 수백 킬로그램 수준인 가벼운 하중의 경우에는 큰 문제가 되지 않지만, 무거운 하중의 경우에는 레일당 블록 수를 늘려 경도 감소를 어느 정도 보완할 수 있습니다.

마르텐사이트계 선형 베어링의 하중 등급은 탄소강 버전과 동일합니다(하중 저하 없음).

이 두 가지 부식 방지 방법의 가장 큰 단점은 탄소강 선형 베어링보다 가격이 상당히 비싸다는 점입니다. 예산이 제한적인 프로젝트의 경우, 부식 방지 코팅 처리된 탄소강 선형 베어링이 최선의 해결책일 수 있습니다.

부식 방지 코팅

부식 방지 코팅에는 두 가지 종류가 있습니다.

경질 크롬 도금

적당한 내식성(마르텐사이트계 스테인리스강과 동등)

경도 750 HV

마르텐사이트 선형 베어링보다 저렴함

블랙 크롬 도금

매우 우수한 내식성(오스테나이트 스테인리스강과 동등함)

경질 크롬 도금보다 훨씬 비싸지만 오스테나이트계 선형 베어링보다는 저렴합니다.

코팅을 선택할 때는 여러 요소를 고려해야 합니다. 경질 크롬으로 코팅된 탄소강 선형 베어링은 환경에 민감하고 가격에 민감한 용도에 적합할 수 있습니다. 더 높은 내식성이 필요한 경우, 흑색 크롬 도금 탄소강은 오스테나이트계 선형 베어링과 거의 동등한 내식성을 제공하면서도 가격은 더 저렴합니다. 정확한 수치는 베어링의 크기와 구조에 따라 달라집니다. 수명이 최대한 중요한 용도에서는 마르텐사이트계 선형 베어링에 흑색 크롬 코팅을 하면 최고의 보호 기능을 제공합니다.

실행이 중요합니다

부식 방지 코팅은 효과적인 해결책이 될 수 있지만, 몇 가지 중요한 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 코팅된 베어링은 재고품이 아닙니다. 공장에서 주문을 받으면 미리 조립된 선형 베어링을 꺼내 코팅하는 것이 아닙니다. 제조업체는 일반적으로 레일과 블록에 코팅을 적용한 후 최종 조립하는 방식으로 새로운 선형 베어링을 처음부터 제작합니다. 공장, 주문 사양, 시장 수요에 따라 납기가 몇 주에서 몇 달까지 늘어날 수 있습니다. 이러한 납기를 감당할 수 없는 고객의 경우, 부식 방지 코팅을 애프터마켓 제품으로 추가하는 것이 대안이 될 수 있습니다.

완성된 선형 베어링에 코팅을 하는 것은 까다로운 작업입니다. 선형 베어링을 분해하여 코팅 업체에 보내고, 코팅이 완료된 후 다시 조립해야 합니다. 이 과정은 간단해 보이지만, 특히 마이크론 단위의 정밀도를 요구해야 하는 선형 베어링의 경우 쉽지 않습니다. 또 다른 문제는 코팅 두께로 인해 베어링 레이스의 치수가 변한다는 것입니다. 코팅된 베어링을 원래의 볼을 사용하여 재조립하면 단기간 내에 코팅이 손상될 수 있습니다.

애프터마켓 코팅을 적용하는 유일하고 효과적인 방법은 베어링을 분해하고, 구성 요소에 코팅을 한 다음, 더 작은 볼을 사용하여 베어링을 재조립하는 것입니다. 볼은 레이스에 맞도록 선택하거나 적절한 예압을 가할 수 있도록 선택할 수 있습니다. 이를 위해서는 1µm 단위로 직경이 세분화된 볼 재고를 확보하고 최종 제품을 테스트하고 승인할 수 있는 능력이 필요합니다.

마지막으로 언급할 만한 중요한 점은 모든 코팅은 부품 전체에 걸쳐 두께에 약간의 차이가 있다는 것입니다. 따라서 코팅된 선형 베어링은 기본 부품의 평행도 사양을 충족하지 못할 수 있습니다. 평행도에 대한 허용 오차가 매우 엄격하면서도 부식 위험이 있는 경우, 오스테나이트 또는 마르텐사이트계 선형 베어링에 추가 비용을 투자하는 것이 유리할 수 있습니다.

부식 방지는 선택의 문제가 아닙니다. 산화는 장비의 수명을 단축시키는 지속적인 과정입니다. 사용 환경 요인으로 인해 녹 발생 및 재료 손상 가능성이 있다면, 이에 대한 대응 전략을 수립하는 것이 필수적입니다. 다양한 옵션을 조사하고 공급업체와 상담하여 해당 용도에 맞는 최적의 선택을 하십시오.