Выбор линейных подшипников зависит от материала подшипника, покрытия и поставщика.

Коррозия — это реакция окисления, которая поражает большинство металлов. В случае стали железо окисляется при воздействии воздуха и воды, образуя ржавчину, которая со временем может постепенно разрушать материал. Например, поверхности стальных линейных подшипников изнашиваются в результате коррозии, что увеличивает трение, загрязняет оборудование и окружающую среду и сокращает срок службы (см. рисунок ниже). Даже, казалось бы, безобидная поверхностная коррозия может стать проблемой в условиях эксплуатации, ориентированной на потребителя. Если условия вашей эксплуатации могут привести к образованию ржавчины или если ваша продукция чувствительна к коррозии, рассмотрите возможность обработки для повышения коррозионной стойкости.

Полностью остановить коррозию невозможно. Однако существуют способы замедлить этот процесс. В данной статье мы рассмотрим некоторые подходы к борьбе с коррозией, включая связанные с этим компромиссы.

Материальные вопросы

В качестве материала для линейных подшипников по умолчанию используется 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 с поверхности и образование ржавчины.

Помимо углеродистой стали, линейные подшипники могут быть изготовлены из мартенситной (серия 400) и аустенитной (серия 300) стали. Мартенсит содержит около 18% хрома, но также и более высокое содержание углерода. Он очень твердый, но обладает лишь умеренной коррозионной стойкостью. Аустенит содержит больше хрома — до 26%, — что приводит к более толстому оксидному слою и более высокой стойкости к окислению.

Компромиссом, связанным с повышенной коррозионной стойкостью аустенитных линейных подшипников, является снижение их твердости. В результате динамические и статические допустимые нагрузки аустенитных линейных подшипников снижаются примерно на 80% и 85% соответственно. Это не обязательно является проблемой для более легких нагрузок, поскольку речь все еще идет о нагрузках в сотни килограммов. В случае более тяжелых нагрузок увеличение количества блоков на каждой направляющей может помочь компенсировать снижение допустимых нагрузок.

Номинальные нагрузки мартенситных линейных подшипников такие же, как и у их аналогов из углеродистой стали (снижение нагрузки отсутствует).

Главный недостаток этих двух вариантов антикоррозионной защиты заключается в том, что они могут быть значительно дороже, чем линейные подшипники из углеродистой стали. Для проектов с ограниченным бюджетом наилучшим решением может стать линейный подшипник из углеродистой стали, обработанный антикоррозионным покрытием.

Антикоррозионные покрытия

Существует два класса антикоррозионных покрытий:

Твердое хромирование

Умеренная коррозионная стойкость (эквивалентна стойкости мартенситной нержавеющей стали).

Твердость 750 HV

Дешевле, чем мартенситный линейный подшипник

Черное хромированное покрытие

Очень хорошая коррозионная стойкость (эквивалентна стойкости аустенитной нержавеющей стали).

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

Выбор покрытия требует компромиссов. Линейный подшипник из углеродистой стали с твердым хромовым покрытием может хорошо подойти для применений в условиях умеренной нагрузки и с учетом чувствительности к цене. Для повышения коррозионной стойкости углеродистая сталь с черным хромовым покрытием обеспечивает коррозионную стойкость, почти эквивалентную стойкости аустенитного линейного подшипника, но по более низкой цене; точное значение зависит от размера и сложности подшипника. Для применений, требующих максимального срока службы, черное хромовое покрытие на мартенситном линейном подшипнике обеспечивает максимально возможную защиту.

Вопросы исполнения

Антикоррозионные покрытия могут быть эффективным решением, но следует учитывать ряд ключевых факторов. Во-первых, подшипники с покрытием не являются стандартными изделиями. Когда завод получает заказ, он не берет с полок предварительно собранный линейный подшипник для нанесения защиты. Производители обычно изготавливают новый линейный подшипник с нуля, покрывая направляющие и блоки перед окончательной сборкой. В зависимости от завода, специфики заказа и рыночного спроса, это может увеличить срок поставки на недели или даже месяцы. Для клиентов, которые не могут позволить себе такие сроки, добавление антикоррозионного покрытия в качестве дополнительной услуги является альтернативой.

Нанесение покрытия на готовый линейный подшипник может быть сложной задачей. Линейный подшипник необходимо разобрать, отправить на покрытие, а затем собрать заново после его возврата. Этот процесс прост, но не легок, особенно для линейных подшипников, от которых ожидается соблюдение допусков в микронном масштабе. Еще одна проблема заключается в том, что толщина покрытия изменяет размеры дорожек качения. Повторная сборка линейного подшипника с оригинальными шариками быстро разрушит покрытие.

Единственный эффективный способ нанесения покрытия на подшипники после покупки — это разборка подшипников, нанесение покрытия на элементы, а затем сборка подшипника с шариками меньшего размера. Шарики можно подобрать так, чтобы они соответствовали размерам обойм или создавали необходимый уровень предварительной нагрузки. Для этого требуется наличие запаса шариков с диаметром с шагом 1 мкм, а также возможность тестирования и утверждения конечного продукта.

В заключение стоит отметить, что толщина всех покрытий может немного варьироваться по всей детали. В результате, линейный подшипник с покрытием может не соответствовать требованиям параллельности основной детали. Если в вашем применении предъявляются жесткие допуски по параллельности, но при этом сохраняется риск коррозии, возможно, стоит потратить дополнительные средства на линейный подшипник из аустенитного или мартенситного материала.

Защита от коррозии — это не вопрос выбора. Окисление — это непрерывный процесс, который в конечном итоге ограничивает срок службы оборудования. Если факторы окружающей среды, в которых применяется оборудование, создают вероятность образования ржавчины и повреждения материалов, крайне важно разработать стратегию борьбы с этим явлением. Изучите доступные варианты и проконсультируйтесь с поставщиком, чтобы сделать правильный выбор для конкретного применения.