Inom precisionstillverkning och inspektion är materialens termiska deformationsprestanda en nyckelfaktor som avgör utrustningens noggrannhet och tillförlitlighet. Granit och gjutjärn, som två vanligt förekommande industriella basmaterial, har väckt stor uppmärksamhet för sina prestandaskillnader i högtemperaturmiljöer. För att visuellt presentera de termiska deformationsegenskaperna hos båda använde vi en professionell värmekamera för att genomföra kontinuerliga 8-timmars arbetstester på granit- och gjutjärnsplattformar med samma specifikation, vilket avslöjade de verkliga skillnaderna genom data och bilder.
Experimentell design: Simulera tuffa arbetsförhållanden och fånga skillnader noggrant
För detta experiment valdes plattformar av granit och gjutjärn med måtten 1000 mm × 600 mm × 100 mm. I en simulerad industriell verkstadsmiljö (temperatur 25 ± 1 ℃, luftfuktighet 50 % ± 5 %), genom att jämnt fördela värmekällorna över plattformsytan (simulera värmegenereringen under utrustningens drift), arbetade plattformen kontinuerligt med en effekt på 100 W i 8 timmar. FLIR T1040-värmekameran (med en temperaturupplösning på 0,02 ℃) och den högprecisionslaserförskjutningssensorn (med en noggrannhet på ± 0,1 μm) användes för att övervaka temperaturfördelningen och deformationen av plattformsytan i realtid, och data registrerades en gång var 30:e minut.
Mätresultat: Visualisera temperaturskillnaden och kvantifiera deformationsgapet
Data från värmekameran visar att efter att gjutjärnsplattformen har varit i drift i en timme har den maximala yttemperaturen nått 42 ℃, vilket är 17 ℃ högre än den initiala temperaturen. Åtta timmar senare steg temperaturen till 58 ℃, och en tydlig temperaturgradientfördelning uppstod, med en temperaturskillnad på 8 ℃ mellan kanten och mitten. Uppvärmningsprocessen för granitplattformen är mer skonsam. Temperaturen stiger bara till 28 ℃ efter 1 timme och stabiliseras vid 32 ℃ efter 8 timmar. Yttemperaturskillnaden kontrolleras inom 2 ℃.
Enligt deformationsdata nådde den vertikala deformationen i mittområdet av gjutjärnsplattformen 0,18 mm inom 8 timmar, och skevhetsdeformationen vid kanten var 0,07 mm. Däremot är den maximala deformationen av granitplattformen endast 0,02 mm, mindre än 1/9 av den för gjutjärnsplattformen. Realtidskurvan för laserförskjutningssensorn bekräftar också detta resultat: Deformationskurvan för gjutjärnsplattformen fluktuerar kraftigt, medan kurvan för granitplattformen är nästan stabil, vilket visar extremt stark termisk stabilitet.
Principanalys: Materialegenskaper bestämmer skillnaderna i termisk deformation
Grundorsaken till den betydande termiska deformationen av gjutjärn ligger i dess relativt höga värmeutvidgningskoefficient (ungefär 10⁻⁶/℃) och den ojämna fördelningen av grafit inuti, vilket resulterar i inkonsekventa värmeledningshastigheter och bildandet av lokal termisk spänningskoncentration. Samtidigt har gjutjärn en relativt låg specifik värmekapacitet, och dess temperatur stiger snabbare när det absorberar samma mängd värme. Däremot är granits värmeutvidgningskoefficient endast (4-8) × 10⁻⁶/℃. Dess kristallstruktur är tät och enhetlig, med låg och jämnt fördelad värmeledningseffektivitet. Tillsammans med dess höga specifika värmekapacitet kan den fortfarande bibehålla dimensionsstabilitet i miljöer med hög temperatur.
Applikationsupplysning: Valmöjligheter avgör precision, stabilitet skapar värde
I utrustning som precisionsmaskiner och trekoordinatmätmaskiner kan termisk deformation av gjutjärnsbaser leda till bearbetnings- eller inspektionsfel, vilket påverkar utbytet av kvalificerade produkter. Granitbasen, med sin enastående termiska stabilitet, kan säkerställa att utrustningen bibehåller hög precision under långvarig drift. Efter att ett visst företag som tillverkar bildelar ersatte gjutjärnsplattformen med en granitplattform minskade dimensionsfelfrekvensen för precisionsdelar från 3,2 % till 0,8 % och produktionseffektiviteten ökade med 15 %.
Genom den intuitiva presentationen och den exakta mätningen av värmekameran blir skillnaden i termisk deformation mellan granit och gjutjärn omedelbart uppenbar. I den moderna industrin som strävar efter ultimat precision är det utan tvekan klokt att välja granitmaterial med starkare termisk stabilitet för att förbättra utrustningens prestanda och säkerställa produktkvaliteten.
Publiceringstid: 24 maj 2025