リニア ベアリングの選択肢には、ベアリング材料、コーティング、調達などがあります。

腐食は、ほとんどの金属に影響を及ぼす酸化反応です。鋼鉄の場合、鉄は空気や水にさらされると酸化して錆を形成し、時間の経過とともに徐々に材料を劣化させます。例えば、鋼鉄製リニアベアリングの表面は錆によって劣化し、摩擦が増加し、機器や環境を汚染し、寿命を縮めます（下図参照）。一見無害に見える表面腐食であっても、消費者向けアプリケーションでは問題となる可能性があります。アプリケーションの条件が錆の発生を招きやすい場合、または錆に敏感な場合は、耐腐食処理を検討してください。

腐食を完全に止めることはできません。しかし、腐食の進行を遅らせる方法はあります。この記事では、腐食制御のためのいくつかのアプローチと、それに伴うトレードオフについて見ていきます。

物質的な問題

リニアベアリングのデフォルトの材質は炭素鋼です。非常に硬いため、高荷重に適しています。問題は錆びてしまうことです。クロムは酸化して鋼の表面に不活性層を形成します。この酸化層は、鉄が表面に拡散して錆びるのを防ぐのに役立ちます。

リニアベアリングは、炭素鋼に加えて、マルテンサイト鋼（400シリーズ）とオーステナイト鋼（300シリーズ）で製造できます。マルテンサイト鋼は約18%のクロムを含みますが、炭素含有量も高くなっています。マルテンサイト鋼は非常に硬いですが、耐食性は中程度です。オーステナイト鋼はクロム含有量が多く（最大26%）、酸化層が厚くなり、耐酸化性が向上します。

オーステナイト系リニアベアリングは、耐食性の向上と引き換えに硬度が低下します。その結果、オーステナイト系リニアベアリングの動荷重定格と静荷重定格は、それぞれ約80%と85%低下します。これは、数百キログラム単位の荷重定格を扱う場合、必ずしも問題にはなりません。より重い荷重の場合は、各レールのブロック数を増やすことで、この低下を補うことができます。

マルテンサイト系リニアベアリングの荷重定格は、炭素鋼バージョンと同じです (低下なし)。

これら2つの防錆オプションの最大の欠点は、炭素鋼リニアベアリングよりもかなり高価になる可能性があることです。予算が限られたプロジェクトでは、防錆コーティングを施した炭素鋼リニアベアリングが最適なソリューションとなる可能性があります。

防錆コーティング

防錆コーティングには 2 つのクラスがあります。

硬質クロムメッキ

中程度の耐食性（マルテンサイト系ステンレス鋼と同等）

硬度750HV

マルテンサイト系リニアベアリングよりも安価

ブラッククロームメッキ

非常に優れた耐食性（オーステナイト系ステンレス鋼と同等）

硬質クロムメッキよりもかなり高価だが、オーステナイト系リニアベアリングよりも安価である。

コーティングの選択にはトレードオフが伴います。中程度の環境下で価格が重視される用途には、硬質クロムコーティングを施した炭素鋼製リニアベアリングが適しているかもしれません。より高い耐食性を求める場合は、黒色クロムメッキを施した炭素鋼製リニアベアリングが、オーステナイト系リニアベアリングとほぼ同等の耐食性を低価格​​で提供します。具体的な数値は、ベアリングのサイズと複雑さによって異なります。最長寿命が求められる用途では、マルテンサイト系リニアベアリングに黒色クロムコーティングを施すことで、最高の保護性能が得られます。

実行が重要

防錆コーティングは効果的なソリューションとなり得ますが、注意すべき重要な要素がいくつかあります。まず、コーティングされたベアリングは在庫品ではありません。工場は注文を受けても、保護のために組み立て済みのリニアベアリングを棚から取り出すことはありません。メーカーは通常、新しいリニアベアリングを一から製造し、最終組み立ての前にレールとブロックにコーティングを施します。工場、注文の詳細、市場の需要によっては、納期が数週間、あるいは数ヶ月も延びる可能性があります。このようなリードタイムを許容できないお客様には、アフターマーケット製品として防錆コーティングを追加するという代替案があります。

完成したリニアベアリングのコーティングは、困難な場合があります。リニアベアリングを分解し、コーティングに送り、そして戻ってきてから再び組み立てる必要があります。このプロセスは単純ですが、特にミクロン単位の公差を満たすことが求められるリニアベアリングの場合は、容易ではありません。また、コーティングの厚さによってレースの寸法が変わってしまうという問題もあります。元のボールを使ってリニアベアリングを再組み立てすると、コーティングは短期間で破壊されてしまいます。

アフターマーケットコーティングを効果的に施す唯一の方法は、ベアリングを分解し、各部品にコーティングを施し、その後、より小さなボールを使ってベアリングを組み立て直すことです。ボールは、レースに適合するか、適切なレベルの予圧をかけるために選択されます。そのためには、直径1µm単位のボールを在庫し、最終製品を試験・承認する能力が必要です。

最後に、すべてのコーティングは部品全体にわたって厚さにばらつきがあることを指摘しておきます。そのため、コーティングされたリニアベアリングは、ベース部品の平行度仕様を満たさない可能性があります。平行度の許容差が厳しいアプリケーションであっても、腐食のリスクがある場合は、オーステナイト系またはマルテンサイト系のリニアベアリングに投資する価値があるかもしれません。

腐食保護は選択の問題ではありません。酸化は継続的なプロセスであり、最終的には機器の寿命を制限します。アプリケーションの環境要因によって錆や材料損傷の可能性が生じる場合は、対処戦略を決定することが不可欠です。選択肢を調査し、ベンダーに相談して、アプリケーションに最適な選択を行ってください。