Выбор линейных подшипников включает в себя материал подшипника, покрытия и источники поставок.

Коррозия – это реакция окисления, которая поражает большинство металлов. В случае со сталью железо окисляется под воздействием воздуха и воды, образуя ржавчину, которая со временем может постепенно разрушить материал. Например, поверхности стальных линейных подшипников разрушаются в результате ржавчины, увеличивая трение, загрязняя оборудование и окружающую среду, а также сокращая срок службы (см. рисунок ниже). Даже кажущаяся безобидной поверхностная коррозия может стать проблемой для потребителей. Если условия вашего применения могут вызвать появление ржавчины или чувствительны к ней, рассмотрите возможность обработки для обеспечения коррозионной стойкости.

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

Материальные вопросы

Материалом линейного подшипника по умолчанию является углеродистая сталь. Он очень твердый, поэтому подходит для высоких нагрузок. Проблема в том, что он ржавеет. — Хром окисляется, образуя инертный слой на поверхности стали. Этот оксидный слой помогает предотвратить распространение железа по поверхности с образованием ржавчины.

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

Платой за повышенную коррозионную стойкость аустенитных линейных подшипников является снижение твердости. В результате номинальные динамические и статические нагрузки аустенитных линейных подшипников снижаются примерно на 80% и 85% соответственно. Это не обязательно является проблемой для более легких грузов, поскольку мы все еще говорим о грузоподъемности в сотнях килограммов. В случае более тяжелых нагрузок увеличение количества блоков на каждом рельсе может помочь компенсировать снижение характеристик.

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

Самый большой недостаток этих двух вариантов защиты от коррозии заключается в том, что они могут быть немного дороже, чем линейные подшипники из углеродистой стали. Для проектов с ограниченным бюджетом лучшим решением может стать линейный подшипник из углеродистой стали, обработанный антикоррозийным покрытием.

Антикоррозионные покрытия

Существует два класса антикоррозионных покрытий:

Твердое хромирование

Умеренная коррозионная стойкость (эквивалент мартенситной нержавеющей стали)

Твердость 750 HV

Менее дорогой, чем мартенситный линейный подшипник.

Черное хромирование

Очень хорошая коррозионная стойкость (эквивалент аустенитной нержавеющей стали).

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

Принятие решения по покрытиям требует компромиссов. Линейный подшипник из углеродистой стали, покрытый твердым хромом, может хорошо подойти для применений с умеренной ценовой политикой. Для более высокой коррозионной стойкости углеродистая сталь с черным хромированием обеспечивает коррозионную стойкость, почти эквивалентную стойкости аустенитного линейного подшипника по сниженной цене; точное количество варьируется в зависимости от размера и сложности подшипника. Для применений, требующих максимального срока службы, черное хромовое покрытие мартенситного линейного подшипника обеспечивает максимально возможную защиту.

Исполнение имеет значение

Антикоррозионные покрытия могут быть эффективным решением, но есть ключевые факторы, о которых следует знать. Во-первых, подшипники с покрытием не входят в стандартную комплектацию. Когда завод получает заказ, он не снимает с полок предварительно собранный линейный подшипник для защиты. Производители обычно создают новый линейный подшипник с нуля, покрывая направляющие и блоки перед окончательной сборкой. В зависимости от фабрики, особенностей заказа и рыночного спроса это может увеличить срок поставки на недели или даже месяцы. Для клиентов, которые не могут себе позволить такое время выполнения заказа, альтернативой является добавление антикоррозионного покрытия в качестве компонента послепродажного обслуживания.

Нанесение покрытия на готовый линейный подшипник может оказаться сложной задачей. Линейный подшипник необходимо разобрать, отправить на покрытие, а затем снова собрать после его возврата. Этот процесс прост, но непрост, особенно для линейных подшипников, которые должны соответствовать допускам в микронном масштабе. Другая проблема заключается в том, что толщина покрытия меняет размеры дорожек. Повторная сборка линейного подшипника с оригинальными шариками приведет к разрушению покрытия за короткий период.

Единственный эффективный способ нанести послепродажное покрытие — это разобрать подшипники, нанести покрытие на элементы, а затем снова собрать подшипник с шариками меньшего размера. Шарики можно подобрать в соответствии с гонками или с соответствующим уровнем предварительной нагрузки. Для этого необходим инвентарь шариков диаметром в градациях 1 мкм, а также возможность протестировать и утвердить конечный продукт.

И последнее, о чем стоит упомянуть: все покрытия имеют разную толщину по всей детали. В результате линейный подшипник с покрытием может не соответствовать характеристикам параллельности базовой части. Если в вашем приложении предусмотрены жесткие допуски на параллельность, но все же существует риск коррозии, возможно, стоит потратить дополнительные деньги на аустенитный или мартенситный линейный подшипник.

Защита от коррозии – это не вопрос выбора. Окисление — это непрерывный процесс, который в конечном итоге ограничивает срок службы оборудования. Если факторы окружающей среды, связанные с применением, создают вероятность появления ржавчины и материального ущерба, важно принять решение о стратегии борьбы с этим. Изучите варианты и проконсультируйтесь со своим поставщиком, чтобы помочь сделать правильный выбор для приложения.