선형 베어링의 선택 사항에는 베어링 소재, 코팅, 소싱 등이 있습니다.

부식은 대부분의 금속에 영향을 미치는 산화 반응입니다. 강철의 경우, 철은 공기와 물에 노출되면 산화되어 녹을 형성하고, 이는 시간이 지남에 따라 재료를 점진적으로 손상시킬 수 있습니다. 예를 들어, 강철 리니어 베어링의 표면은 녹으로 인해 열화되어 마찰을 증가시키고 장비와 환경을 오염시키며 수명을 단축시킵니다(아래 그림 참조). 겉보기에 무해해 보이는 표면 부식조차도 소비자 대상 적용 분야에서는 문제가 될 수 있습니다. 적용 환경이 녹을 발생시키기 쉽거나 녹에 민감한 경우, 내식성 처리를 고려해 보십시오.

부식을 완전히 막을 수는 없습니다. 하지만 부식 속도를 늦출 수 있는 방법은 있습니다. 이 글에서는 부식 제어를 위한 몇 가지 접근 방식과 그에 따른 장단점을 살펴보겠습니다.

물질적인 문제

기본 선형 베어링 소재는 탄소강입니다. 매우 단단해서 고하중에 적합합니다. 문제는 녹이 슬기 쉽다는 것입니다. 크롬이 산화되어 강철 표면에 불활성 층을 형성합니다. 이 산화층은 철이 표면으로 확산되어 녹이 발생하는 것을 방지합니다.

탄소강 외에도 리니어 베어링은 마르텐사이트(400계열) 강과 오스테나이트(300계열) 강으로 제작될 수 있습니다. 마르텐사이트는 약 18%의 크롬을 함유하고 있으며, 탄소 함량도 더 높습니다. 매우 단단하지만 내식성은 중간 정도입니다. 오스테나이트는 크롬 함량이 더 높아 최대 26%에 달하며, 이로 인해 산화층이 두껍고 내산화성이 더 높습니다.

오스테나이트 리니어 베어링의 내식성 향상에 따른 대가로 경도가 낮아집니다. 결과적으로 오스테나이트 리니어 베어링의 동적 및 정적 정격 하중은 각각 약 80%와 85% 감소합니다. 이는 수백 킬로그램 단위의 정격 하중을 고려하는 가벼운 하중에서는 반드시 문제가 되지 않습니다. 더 무거운 하중의 경우, 각 레일의 블록 수를 늘리면 감소된 하중을 보상하는 데 도움이 될 수 있습니다.

마르텐사이트 선형 베어링의 하중 정격은 탄소강 버전과 동일합니다(감소 없음).

이 두 가지 부식 방지 옵션의 가장 큰 단점은 탄소강 리니어 베어링보다 훨씬 비쌀 수 있다는 것입니다. 예산이 한정된 프로젝트의 경우, 부식 방지 코팅 처리된 탄소강 리니어 베어링이 최선의 솔루션일 수 있습니다.

부식 방지 코팅

부식 방지 코팅에는 두 가지 종류가 있습니다.

경질 크롬 도금

중간 정도의 내식성(마르텐사이트계 스테인리스강과 동일)

경도 750 HV

마르텐사이트 선형 베어링보다 저렴함

블랙 크롬 도금

매우 우수한 내식성(오스테나이트계 스테인리스강과 동일)

경질 크롬 도금보다 훨씬 비싸지만 오스테나이트 선형 베어링보다 저렴합니다.

코팅에 대한 결정에는 상충 관계가 있습니다. 경질 크롬으로 코팅된 탄소강 선형 베어링은 중간 정도의 환경 조건과 가격에 민감한 용도에 적합할 수 있습니다. 더 높은 내식성을 위해 흑색 크롬 도금 탄소강은 오스테나이트 선형 베어링과 거의 동일한 내식성을 저렴한 가격으로 제공합니다. 정확한 수치는 베어링 크기와 복잡성에 따라 달라집니다. 최대 수명이 필요한 용도에서는 마르텐사이트 선형 베어링 위에 흑색 크롬 코팅을 적용하여 최고의 보호 성능을 제공합니다.

실행이 중요합니다

부식 방지 코팅은 효과적인 해결책이 될 수 있지만, 몇 가지 중요한 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 코팅 베어링은 재고 품목이 아닙니다. 공장에서 주문을 받으면 보호 처리를 위해 미리 조립된 리니어 베어링을 선반에서 꺼내지 않습니다. 제조업체는 일반적으로 새 리니어 베어링을 처음부터 제작하여 최종 조립 전에 레일과 블록에 코팅을 합니다. 공장, 주문 내역, 시장 수요에 따라 납품 기간이 몇 주 또는 몇 달 더 소요될 수 있습니다. 이러한 납기 기간을 감당할 수 없는 고객에게는 애프터마켓 품목으로 부식 방지 코팅을 추가하는 것이 대안이 될 수 있습니다.

완성된 리니어 베어링에 코팅을 하는 것은 까다로울 수 있습니다. 리니어 베어링을 분해하여 코팅 작업을 위해 보낸 후, 다시 조립해야 합니다. 이 과정은 간단하지만, 특히 미크론 단위의 공차를 충족해야 하는 리니어 베어링의 경우 쉽지 않습니다. 또 다른 문제는 코팅 두께가 레이스의 치수를 변경한다는 것입니다. 원래 볼을 사용하여 리니어 베어링을 재조립하면 코팅이 단시간 내에 손상됩니다.

애프터마켓 코팅을 적용하는 유일한 효과적인 방법은 베어링을 분해하여 부품을 코팅한 다음, 더 작은 볼로 베어링을 재조립하는 것입니다. 볼은 레이스에 맞게 선택하거나 적절한 예압을 적용할 수 있습니다. 이를 위해서는 1µm 단위의 직경을 가진 볼 재고와 최종 제품을 테스트하고 승인할 수 있는 역량이 필요합니다.

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

부식 방지는 선택의 문제가 아닙니다. 산화는 지속적인 과정으로, 결국 장비의 수명을 단축시킵니다. 특정 환경 요인으로 인해 녹 발생 및 재료 손상 가능성이 있는 경우, 이에 대한 대처 전략을 수립하는 것이 중요합니다. 다양한 옵션을 조사하고 공급업체와 상담하여 해당 분야에 적합한 선택을 하십시오.