Выбор линейных подшипников включает в себя материал подшипника, покрытия и источник поставки.

Коррозия — это реакция окисления, которая затрагивает большинство металлов. В случае стали железо окисляется при контакте с воздухом и водой, образуя ржавчину, которая со временем может постепенно разрушить материал. Например, поверхности стальных линейных подшипников будут разрушаться из-за ржавчины, увеличивая трение, загрязняя оборудование и окружающую среду и сокращая срок службы (см. рисунок ниже). Даже, казалось бы, безобидная поверхностная коррозия может стать проблемой в потребительских приложениях. Если условия вашего применения могут вызвать ржавчину или чувствительны к ржавчине, рассмотрите возможность обработки для защиты от коррозии.

Коррозию невозможно полностью остановить. Однако есть способы замедлить этот процесс. В ходе этой статьи мы рассмотрим некоторые подходы к борьбе с коррозией, включая компромиссы, на которые приходится идти.

Материальные вопросы

Материал линейного подшипника по умолчанию — углеродистая сталь. Она очень твердая, поэтому подходит для высоких нагрузок. Проблема в том, что она ржавеет. — Хром окисляется, образуя инертный слой на поверхности стали. Этот оксидный слой помогает предотвратить диффузию железа по поверхности, приводящую к образованию ржавчины.

Помимо углеродистой стали, линейные подшипники могут быть изготовлены из мартенситной (серии 400) и аустенитной (серии 300) стали. Мартенсит содержит около 18% хрома, но также более высокий уровень углерода. Он очень твердый, но лишь умеренно устойчив к коррозии. Аустенит содержит больше хрома — до 26%, — что приводит к более толстому оксидному слою и более высокой стойкости к окислению.

Платой за повышенную коррозионную стойкость аустенитных линейных подшипников является снижение твердости. В результате динамическая и статическая грузоподъемность аустенитных линейных подшипников снижается примерно на 80% и 85% соответственно. Это не обязательно является проблемой для более легких грузов, поскольку мы все еще говорим о грузоподъемностях в сотни килограммов. В случае более тяжелых грузов увеличение количества блоков на каждом рельсе может помочь компенсировать снижение номинальных характеристик.

Номинальная нагрузка мартенситных линейных подшипников такая же, как и у их версий из углеродистой стали (без снижения).

Самый большой недостаток этих двух вариантов антикоррозийной защиты заключается в том, что они могут быть намного дороже линейных подшипников из углеродистой стали. Для проектов с ограниченным бюджетом линейный подшипник из углеродистой стали, обработанный антикоррозийным покрытием, может быть лучшим решением.

Антикоррозийные покрытия

Существует два класса антикоррозионных покрытий:

Твердое хромирование

Умеренная коррозионная стойкость (эквивалентная стойкости мартенситной нержавеющей стали)

Твёрдость 750 HV

Менее затратный, чем мартенситный линейный подшипник

Черное хромирование

Очень хорошая коррозионная стойкость (эквивалентная стойкости аустенитной нержавеющей стали)

Значительно дороже, чем твердое хромирование, но дешевле, чем аустенитный линейный подшипник.

Принятие решения о покрытиях требует компромиссов. Линейный подшипник из углеродистой стали, покрытый твердым хромом, может хорошо подойти для приложений с умеренной чувствительностью к цене окружающей среды. Для более высокой коррозионной стойкости углеродистая сталь с черным хромовым покрытием обеспечивает коррозионную стойкость, почти эквивалентную стойкости аустенитного линейного подшипника по сниженной цене; точное число варьируется в зависимости от размера и сложности подшипника. Для приложений, требующих максимального срока службы, черное хромовое покрытие на мартенситном линейном подшипнике обеспечивает максимально возможную защиту.

Вопросы исполнения

Антикоррозионные покрытия могут быть эффективными решениями, но есть ключевые факторы, о которых следует знать. Во-первых, покрытые подшипники не являются товарами со склада. Когда завод получает заказ, он не достает предварительно собранный линейный подшипник с полок, чтобы нанести защиту. Производители обычно создают новый линейный подшипник с нуля, покрывая направляющие и блоки перед окончательной сборкой. В зависимости от завода, особенностей заказа и рыночного спроса это может добавить недели или даже месяцы к сроку поставки. Для клиентов, которые не могут позволить себе такой срок поставки, добавление антикоррозионного покрытия в качестве товара на вторичном рынке является альтернативой.

Покрытие готового линейного подшипника может быть сложной задачей. Линейный подшипник необходимо разобрать, отправить на покрытие, а затем собрать заново после его возврата. Этот процесс прост, но нелегок, особенно для линейных подшипников, которые должны соответствовать допускам в микронном масштабе. Другая проблема заключается в том, что толщина покрытия изменяет размеры дорожек. Повторная сборка линейного подшипника с оригинальными шариками разрушит покрытие за короткий промежуток времени.

Единственный эффективный способ нанесения покрытия послепродажного качества — разобрать подшипники, покрыть элементы, а затем собрать подшипник заново с меньшими шариками. Шарики можно выбрать для соответствия дорожкам качения или для применения соответствующего уровня предварительной нагрузки. Для этого требуется запас шариков с диаметром в градациях 1 мкм, а также возможность испытания и одобрения конечного продукта.

Последний момент, который стоит упомянуть, заключается в том, что все покрытия имеют некоторую разницу в толщине по всей детали. В результате линейный подшипник с покрытием может не соответствовать спецификациям параллельности базовой детали. Если ваше приложение имеет жесткие допуски на параллельность, но все еще представляет риск коррозии, возможно, стоит потратить дополнительные деньги на аустенитный или мартенситный линейный подшипник.

Защита от коррозии не является вопросом выбора. Окисление — это непрерывный процесс, который в конечном итоге ограничит срок службы оборудования. Если факторы окружающей среды в применении приводят к вероятности появления ржавчины и материального ущерба, важно выбрать стратегию борьбы с этим. Изучите варианты и проконсультируйтесь с поставщиком, чтобы сделать правильный выбор для применения.