リニアシャフトの耐薬品性はどの程度か？材料と腐食に関するガイド

リニアシャフトには、普遍的な「耐薬品性」評価が 1 つだけあるわけではありません。実際の耐食性は、シャフト材質、表面処理、薬剤の種類、濃度、温度、放置時間、メンテナンス条件。

たとえば、標準的な硬化スチールシャフトは乾式自動機械で何年も確実に動作しますが、水や強力な洗浄液に継続的にさらされるとすぐに錆びてしまいます。一般にステンレス鋼シャフトの方が耐食性は優れていますが、ステンレス鋼であっても、あらゆる酸、アルカリ、塩化物、工業用化学薬品に対して耐性があるわけではありません。

したがって、耐薬品性は、単に表面が最も硬いまたは最も光沢のあるシャフトを選択するのではなく、実際の作業環境に応じて評価する必要があります。

素材は重要ですが、それは問題の一部にすぎません。

化学物質にさらされたリニアシャフトを評価する場合、エンジニアは以下を確認する必要があります。

化学物質の種類:水、冷却剤、洗剤、塩溶液、酸、アルカリ、溶剤、またはその他のプロセスケミカル。
集中：希薄な洗浄液は、濃縮された化学薬品とは大きく異なる挙動を示す可能性があります。
温度：温度が上昇すると腐食が大幅に増加する可能性があります。
曝露時間：時々飛び散るのは、継続的に浸漬するのとは異なります。
掃除頻度:洗浄を繰り返すと保護油や潤滑剤が除去される可能性があります。
塩化物含有量:塩化物はステンレス鋼であっても孔食や隙間腐食のリスクを引き起こす可能性があります。
表面状態：傷、メッキの損傷、汚れは保護力を低下させる可能性があります。
機械の形状:サポートやベアリングハウジングの周囲に液体が閉じ込められると、より深刻な局部腐食が発生する可能性があります。

キーポイント:「耐薬品性」を絶対的な特性として扱ってはなりません。必ず最初に実際の化学物質、濃度、温度、暴露条件を特定してください。

DLY リニアシャフトは、硬化 GCr15 軸受鋼、C45 鋼、ステンレス鋼、クロムメッキシャフトなど、さまざまな材質および表面処理の方向で利用できます。

腐食挙動は異なります。

シャフトの種類	耐食性	一般的な環境
GCr15硬化シャフト	保護なしで制限付き	乾式屋内機械、CNC、自動化装置
C45リニアシャフト	保護なしで制限付き	一般的な産業用途およびコスト重視の用途
クロームメッキシャフト	湿気や軽度の腐食に対する優れた保護	湿気の多い環境、時折水がかかる環境、または軽度の腐食条件
ステンレスシャフト	一般に耐食性は優れていますが、グレードや化学薬品に大きく依存します。	湿気の多い、清潔な、洗浄または腐食に敏感な用途

この表はあくまで一般的な選択の方向性です。化学適合性証明書として使用しないでください。

たとえば、ステンレス鋼シャフトが標準の炭素鋼シャフトよりも優れた耐食性を備えていると言うのは合理的です。化学的条件を特定せずに「酸やアルカリに強い」と言うのは違います。

GCr15、C45は適度な硬度、耐摩耗性、被削性、コストパフォーマンスが得られるため、工業用リニアシャフトとして広く使用されています。

ただし、どちらの材料も主に耐薬品性を目的として選択すべきではありません。

適切な表面保護がないと、湿気により酸化や錆が発生する可能性があります。腐食性の液体にさらされると、精密研磨された表面がさらに早く損傷する可能性があります。

リニアシャフトの腐食は外観だけの問題ではないため、これは重要です。

ボールタイプのリニアベアリングが腐食領域上を繰り返し移動すると、次のようになります。

表面粗さが増加します。
転がり抵抗が変化する可能性があります。
孔食はベアリングの接触経路を損傷する可能性があります。
錆粒子がベアリングに侵入する可能性があります。
騒音や振動が増加する可能性があります。
シャフトとベアリングの寿命が短くなる可能性があります。

したがって、適切な腐食保護が提供されない限り、標準の GCr15 または C45 シャフトは、通常、制御された産業環境により適しています。

クロムメッキは保護表面層を形成し、未処理の炭素鋼またはベアリング鋼シャフトと比較して耐食性を向上させることができます。

多くの場合、シャフトが次のような状況で動作する場合に役立ちます。

湿気の多い作業場。
時々水にさらされる機器。
包装機械。
軽度の腐食性の工業環境。
より優れた表面耐久性が必要な用途。

ただし、クロムメッキを普遍的な化学バリアとして扱うべきではありません。

そのパフォーマンスは次のような要因によって決まります。

コーティングの品質。
コーティングの厚さ。
表面処理;
化学環境。
機械的磨耗。
メッキ表面に傷や破損がないか。

保護層が損傷し、その下にある鋼材が露出すると、局所的な腐食が始まる可能性があります。

これが、クロムメッキシャフトが良い改善となる理由です。湿度および光腐食条件ただし、攻撃的な酸、高塩化物溶液、または厳しい化学処理環境に対して自動的に指定されるべきではありません。

より詳細な比較については、を参照してください。クロムメッキリニアシャフトと通常のリニアシャフト。

いいえ。

ステンレス鋼は、合金中のクロムが表面に薄い保護不動態皮膜を形成するのに役立つため、耐食性を備えています。この皮膜が安定していれば、鋼は多くの環境において通常の炭素鋼よりもはるかに優れた耐腐食性を発揮します。

ただし、保護フィルムは条件によっては破壊される場合があります。

重要なリスクには次のようなものがあります。

塩化物を含む水。
塩溶液。
強酸。
高温の化学薬品。
化学物質が集中する隙間。
表面をきれいに保つことを妨げる堆積物。
ステンレス鋼グレードの選択が間違っています。

ステンレス鋼のグレードが異なると、腐食挙動も異なります。淡水では良好に機能する材料でも、海水、酸性溶液、または加熱洗浄プロセスでは同様に良好に機能しない場合があります。

エンジニアリングルール:「ステンレスは耐薬品性がありますか?」という質問だけをしないでください。「この特定のステンレス鋼グレードは、この濃度と温度でこの化学薬品に適していますか?」と尋ねてください。

塩化物はステンレス鋼の局所的な腐食を引き起こす可能性があるため、特に注意が必要です。

塩化物による攻撃により、シャフト全体に均一な錆が発生するのではなく、表面に小さな穴が生じる可能性があります。リニアベアリングシャフトの場合、ベアリングボールは同じ走行経路を繰り返し移動するため、局所的な表面損傷でも問題になる可能性があります。

リスクは、いくつかの条件が連動することによって決まります。

塩化物濃度;
ステンレス鋼グレード;
温度;
pH;
酸素および酸化剤;
隙間や閉じ込められた液体。
表面の清潔さ。

したがって、海水、塩水噴霧、塩水、塩素含有洗浄剤、または同様の環境の近くにある機器の場合は、その用途に合わせてステンレス鋼グレードを確認する必要があります。

リニアシャフトを単純に「耐酸性」または「耐アルカリ性」として分類することは技術的に正確ではありません。

化学物質の濃度と温度によって結果が完全に変わる可能性があります。

たとえば、材料は室温では希薄溶液に耐えることができますが、同じ化学物質が濃縮または加熱されると、はるかに速い腐食が発生します。

シャフトが酸またはアルカリ性の処理液にさらされる場合は、次のことを行ってください。

化学名。
集中;
最高温度。
連続的または断続的な暴露。
浸漬、飛沫または蒸気への曝露。
洗浄とリンスの方法。

化学環境が重要な場合には、材料適合性データまたは用途テストをチェックする必要があります。

はい、ただしクーラントへの曝露を評価する必要があります。

工作機械のクーラントには、水、油、化学添加物が含まれる場合があります。リニアシャフトに対するそれらの影響は、クーラントの配合、濃度、汚染、メンテナンスによって異なります。

潜在的な問題には次のようなものがあります。

保護油を除去した後に腐食を引き起こす水ベースのクーラント。
リニアベアリングに入るクーラント。
濡れたシャフト表面に付着した切りくずや研磨粒子。
潤滑剤が希釈または洗い流される。
シャフト上に残る堆積物の下から腐食が始まります。

CNC や機械加工の環境では、保護カバー、シール、ワイパー、定期的な潤滑がシャフトの素材そのものと同じくらい重要です。

食品加工、包装、医療または研究室の用途で使用される機器は、洗剤や消毒剤を使用して繰り返し洗浄される場合があります。

掃除を繰り返すと、偶発的な水しぶきとは異なる環境が生まれます。

クリーニングできるもの:

保護油を除去します。
リニアベアリングからグリースを洗います。
接合部や凹部に化学残留物が残る。
損傷した表面の腐食が増加します。
シールとポリマー部品を適合しない化学薬品にさらすことになります。

このため、シャフトを選択する際には、1 回の洗浄サイクル中の化学物質の濃度だけを考慮するのではなく、洗浄手順全体を考慮する必要があります。

耐薬品性は、完全な直線運動システムについて評価する必要があります。

システム内の別のコンポーネントがすでに攻撃を受けているにもかかわらず、ステンレス鋼シャフトは見た目にはきれいなままである可能性があります。

完全なシステムには以下が含まれます。

リニアベアリングボール。
ベアリングアウタースリーブ。
ボールリテーナー。
シール。
潤滑剤;
シャフトサポート。
ファスナー。
ベアリングハウジング;
取り付けプレート。

たとえば、有機溶剤は金属シャフトに直接的な影響を与えることはほとんどありませんが、特定のシール、プラスチック製リテーナー、または潤滑剤を損傷する可能性があります。

したがって、ベアリング、シール、潤滑剤を無視して耐食性シャフトを選択することは完全な解決策ではありません。

化学腐食は、リニアベアリングシステムに影響を与える前に、大量の金属を除去する必要はありません。

シャフトは精密な座面です。局所的なピッチングや粗さは、スムーズなボールコンタクトを妨げる可能性があります。

考えられる症状は次のとおりです。

走行抵抗の増加。
特定の位置での大まかな動き。
異常なベアリングノイズ。
目に見える錆び跡。
シールの損傷。
ベアリングの早期摩耗。
運転を継続するとクリアランスが増加します。

したがって、腐食制御は、単にシャフトの外観を維持するだけではなく、運動性能を維持することの一部となります。

実際の選択プロセスは次のとおりです。

化学物質を特定します。「洗浄液」「酸」などの記載のみを使用しないでください。
濃度を確認します。通常および最大の濃度を提供します。
温度を確認します。動作温度と洗浄温度の両方を含めます。
露出タイプを決定します。シャフトは浸されたり、飛沫がかかったり、蒸気にさらされたりしていますか? それとも単に近くにありますか?
暴露頻度を決定します。継続的な暴露と時々の接触は異なる設計条件です。
シャフトの材質をお選びください。標準的な焼入れ鋼、クロムメッキ鋼、ステンレス鋼を比較してください。
ベアリングとシールを確認してください。彼らは同じ環境に耐えなければなりません。
潤滑を見直してください。化学物質が潤滑剤を除去、希釈、または汚染するかどうかを確認します。
機械の排水を確認してください。シャフトやサポートの周囲に化学薬品が溜まったままの場所は避けてください。
互換性を確認します。攻撃的な化学薬品の場合は、最終的な選択の前に、材料の適合性情報を入手するか、用途テストを実施してください。

環境	典型的なリスク	選択方向
ドライ屋内オートメーション	低い腐食リスク	GCr15 または C45 硬化シャフトで十分な場合があります
湿気の多い環境	湿気と表面の錆び	クロムメッキまたはステンレススチールシャフトを検討できます。
時々水または洗浄スプレー	腐食と潤滑剤の流出	クロムメッキまたはステンレススチールシャフトをベアリングシールとともに評価します
塩分または塩化物を含む環境	孔食および隙間腐食	ステンレス鋼のグレードと正確な暴露条件を確認する
酸またはアルカリプロセス	濃度と温度に依存する化学的攻撃	材質名だけで選択しないでください。化学的適合性を確認する
強力な化学処理	急速な腐食または材料の不適合性	アプリケーション固有の材料評価またはテストが必要

材料の選択が最初のステップですが、機械の設計とメンテナンスも重要です。

有用な対策には次のようなものがあります。

シャフトを清潔に保ち、適切に潤滑します。
プロセスが許可する場合、暴露後に化学残留物を除去する。
水や化学物質がシャフトサポートの周りに閉じ込められるのを防ぎます。
直接暴露を避けられる場合は、カバーまたはベローズを使用します。
クロムメッキシャフトに傷やコーティングの損傷がないか確認します。
ステンレススチールシャフトに穴あきや汚れがないか確認します。
ベアリングシールとワイパーのメンテナンス。
互換性のある潤滑剤を使用する。
腐食がベアリングの稼働領域に広がる前に、損傷したコンポーネントを交換します。

多くのアプリケーションでは、耐食性材料に完全に依存するよりも、モーションシステムを化学環境から隔離する方が信頼性が高くなります。

リニアシャフトが薬品の周囲で動作する場合は、シャフトの直径と長さを超えるものを用意してください。

役立つ情報には次のものが含まれます。

シャフト直径;
シャフトの長さ;
量;
リニアベアリングモデル。
化学名。
化学物質の濃度。
最高動作温度。
暴露方法: 飛沫、蒸気、浸漬、または洗浄。
暴露頻度。
必要なシャフトの材質。
必要な表面処理。
潤滑条件。
機械の図面または設置写真。
必要な材料またはテスト文書。

DLY は、利用可能なものを比較するのに役立ちますリニアシャフト用途に応じた材質、表面処理のオプションをご用意しております。

リニアシャフトの耐薬品性は、単一の数値や材料名だけでは説明できません。

GCr15 および C45 硬化シャフトは、標準的な産業用リニアモーションシステムに優れた耐摩耗性を提供しますが、腐食環境での保護が必要です。クロムメッキは湿気や軽度の腐食に対する耐性を向上させますが、コーティングが損傷すると、その下のスチールが露出する可能性があります。一般にステンレス鋼は耐食性に優れていますが、その性能は依然として特定のグレードや化学的環境に依存します。

したがって、正しい選択を行うには、次の点を考慮する必要があります。

薬品 + 濃度 + 温度 + 放置時間 + 軸材質 + 表面処理 + 軸受 + シール + 潤滑剤

攻撃的な酸、アルカリ、塩化物溶液、またはその他の厳しい化学薬品の場合、「ステンレス鋼は耐薬品性がある」などの一般的な説明に頼るのではなく、材料の適合性を具体的に確認する必要があります。

湿気の多い機械、洗浄される機械、または化学物質にさらされる機械にリニアシャフトが必要ですか?シャフトの直径、長さ、ベアリングのモデル、化学名、濃度、温度、暴露条件を DLY に送信します。お客様の用途に応じて、標準の硬化、クロムメッキ、ステンレス鋼製リニアシャフトのオプションを比較するお手伝いをいたします。

電子メール: export@dlybearing.com

← DLYブログに戻る