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Was Sie über korrosionsbeständige Linearführungen wissen müssen

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Speziell für Anwendungen, die FDA- oder USDA-Konformität erfordern

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Kugelumlaufführungen sind das Rückgrat vieler Automatisierungsprozesse und Maschinen, dank hoher Laufgenauigkeit, guter Steifigkeit und ausgezeichneter Belastbarkeit - Eigenschaften, die durch den Einsatz von hochfestem Chromstahl AISI/ASTM 52100 (allgemein als Lagerstahl bezeichnet) für die tragenden Teile ermöglicht werden. Da Lagerstahl jedoch nicht korrosionsbeständig ist, sind Standard-Linearumlaufführungen für die meisten Anwendungen, bei denen Flüssigkeiten, hohe Luftfeuchtigkeit oder starke Temperaturschwankungen auftreten, nicht geeignet.

Um den Bedarf an Umlaufführungen und Lagern zu decken, die in nassen, feuchten oder korrosiven Umgebungen eingesetzt werden können, bieten die Hersteller korrosionsbeständige Versionen an. Die Korrosionsbeständigkeit einer Linearführung oder eines Lagers variiert jedoch je nach Material und Herstellungsverfahren.

Da es keine standardisierte oder industriell akzeptierte Definition der Korrosionsbeständigkeit gibt, haben wir eine Aufschlüsselung der drei gängigsten Korrosionsbeständigkeitsstufen, die von den Herstellern von Kugelumlaufführungen und Lagern angeboten werden, zusammen mit deren Hauptverwendung zusammengestellt.

1 - Äußere Metallteile aus korrosionsbeständigem Stahl

Die erste Verteidigungslinie gegen Korrosion besteht darin, die Teile des Lagersystems zu behandeln, die der Umgebung ausgesetzt sind - nämlich das Lagergehäuse und die Führungsschiene. Diese Komponenten können aus martensitischem Edelstahl gefertigt werden. Martensitische rostfreie Stähle sind ideal für Lageranwendungen, da sie maßhaltig behandelt und gehärtet werden können, um den extremen Drücken und Hertzschen Beanspruchungen zu widerstehen, die bei umlaufenden Linearlagern - insbesondere bei denen, die Kugeln an den Wälzkörpern verwenden - auftreten.

Einige Hersteller bieten Linearführungsschienen aus austenitischem Edelstahl an, der eine bessere Korrosionsbeständigkeit als martensitischer Edelstahl bietet. Austenitischer Edelstahl kann jedoch nicht ausreichend gehärtet werden und hat eine geringere Geschwindigkeit und Tragfähigkeit, so dass er für tragende Flächen weniger geeignet ist als martensitischer Edelstahl.

2 - Alle Metallteile aus korrosionsbeständigem Stahl

Bei Anwendungen, die Salzwasser, Säuren, Laugen (Basen) oder Dampf ausgesetzt sind, kann es notwendig sein, für alle Metallteile - sowohl innen als auch außen am Lagerbock - Edelstahl zu verwenden. Da sie die Last tragen, sind die Kugeln oder Rollen (ebenso wie das Lagergehäuse) üblicherweise aus martensitischem Edelstahl gefertigt, während die nicht tragenden Teile, wie Befestigungselemente, Endplatten und Schmierteile, aus austenitischem Edelstahl gefertigt sind.

Bei dieser Konfiguration ist zu beachten, dass die tragenden Bauteile (insbesondere die Laufbahnen und Wälzkörper) nicht aus Lagerstahl, sondern aus Edelstahl gefertigt sind, so dass die Tragfähigkeiten reduziert sind.

3 - Äußere Metallteile verchromt

Für höchsten Korrosionsschutz können alle exponierten Metalloberflächen beschichtet werden - typischerweise mit einer Hartverchromung oder Schwarzverchromung. Einige Hersteller bieten auch eine Schwarzverchromung mit einer Fluorkunststoffbeschichtung (Teflon- oder PTFE-Typ) an, die einen noch besseren Korrosionsschutz bietet. Verchromungen können auf die meisten Metalle, auch auf Edelstahl, aufgebracht werden.

Der Nachteil der Beschichtung eines Linearlagers oder einer Führungsschiene ist, dass sie die Dicke der beschichteten Oberflächen erhöht und somit die Höhen- und Breitentoleranzen der Lagerbaugruppen verändert.

Weitere Optionen für die Korrosionsbeständigkeit

Zusätzlich zu den Edelstahl- und Chrombeschichtungen für Linearführungen und Lager gibt es weitere Optionen, die es Konstrukteuren und Anwendern ermöglichen, korrosive Umgebungen zu berücksichtigen. Zum einen ist ein Linearumlauflager mit einem Gehäuse (Körper) aus Aluminium zu verwenden. Diese Konstruktion kann für Anwendungen ausreichen, bei denen nasse oder korrosive Bedingungen möglich, aber nicht wahrscheinlich sind, oder bei denen die Komponenten nicht direkt den korrosiven Mitteln ausgesetzt sind. Aluminiumlager haben ein geringeres Gewicht und sind oft kostengünstiger als andere korrosionsbeständige Optionen, aber sie werden typischerweise nur in einem kleinen Bereich von Größen, Vorspannungen und Genauigkeitsklassen angeboten und haben eine geringere statische Belastbarkeit als Stahl- oder Edelstahlversionen.

Zwei weitere korrosionsbeständige Optionen für Linearführungen - insbesondere für Anwendungen, die eine FDA- oder USDA-Konformität erfordern - sind Chemisch-Nickel- und Nickel-Kobalt-Beschichtungen. Zusätzlich zur Erfüllung der von der USDA und FDA festgelegten Standards bieten beide Beschichtungen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Härte und können auf Stahl- und Edelstahlkomponenten verwendet werden.