Ca instrument de referință critic în domeniile măsurătorilor de precizie, rezistența la uzură a plăcilor de granit determină direct durata lor de viață, precizia măsurătorilor și stabilitatea pe termen lung. Următoarele explică sistematic punctele cheie ale rezistenței lor la uzură din perspectiva proprietăților materialelor, mecanismelor de uzură, avantajelor de performanță, factorilor de influență și strategiilor de întreținere.
1. Proprietățile materialelor și noțiuni de bază despre rezistența la uzură
Duritate bună și structură densă
Plăcile de granit sunt compuse în principal din piroxen, plagioclaz și o cantitate mică de biotit. Prin îmbătrânire naturală pe termen lung, acestea dezvoltă o structură cu granulație fină, atingând o duritate Mohs de 6-7, o duritate Shore care depășește HS70 și o rezistență la compresiune de 2290-3750 kg/cm².
Această microstructură densă (absorbția de apă <0,25%) asigură o lipire puternică între granule, rezultând o rezistență la zgârieturi a suprafeței semnificativ superioară fontei (care are o duritate de doar 30-40 HRC).
Îmbătrânirea naturală și eliberarea stresului intern
Plăcile de granit provin din formațiuni roci subterane de înaltă calitate. După milioane de ani de îmbătrânire naturală, toate tensiunile interne au fost eliberate, rezultând cristale fine și dense și o textură uniformă. Această stabilitate îl face mai puțin susceptibil la microfisuri sau deformări datorate fluctuațiilor de stres în timpul utilizării pe termen lung, menținându-și astfel rezistența la uzură în timp.
II. Mecanisme de uzură și performanță
Forme principale de uzură
Uzură abrazivă: Micro-tăiere cauzată de particulele dure care alunecă sau se rostogolesc pe suprafață. Duritatea ridicată a granitului (echivalentă cu HRC > 51) îl face de 2-3 ori mai rezistent la particulele abrazive decât fonta, reducând semnificativ adâncimea zgârieturilor de suprafață.
Uzura adezivă: Transferul de material are loc între suprafețele de contact sub presiune ridicată. Proprietățile nemetalice ale granitului (deformare nemagnetică și neplastică) previn aderența metal pe metal, rezultând o rată de uzură aproape zero.
Uzură la oboseală: Exfolierea suprafeței cauzată de solicitări ciclice. Modulul de elasticitate ridicat al granitului (1,3-1,5×10⁶kg/cm²) și absorbția scăzută de apă (<0,13%) oferă o rezistență excelentă la oboseală, permițând suprafeței să își mențină un luciu oglindă chiar și după o utilizare îndelungată.
Date tipice de performanță
Testele arată că plăcile de granit se uzează doar cu 1/5-1/3 mai puțin decât plăcile de fontă în aceleași condiții de funcționare.
Valoarea rugozității suprafeței Ra rămâne stabilă în intervalul 0,05-0,1 μm pe o perioadă lungă de timp, îndeplinind cerințele de precizie ale Clasei 000 (toleranță de planeitate ≤ 1×(1+d/1000) μm, unde d este lungimea diagonalei).
III. Avantajele principale ale rezistenței la uzură
Coeficient de frecare redus și autolubrifiere
Suprafața netedă a granitului, cu un coeficient de frecare de numai 0,1-0,15, oferă o rezistență minimă atunci când instrumentele de măsurare alunecă pe ea, reducând ratele de uzură.
Natura fără ulei a granitului elimină uzura secundară cauzată de praful adsorbit de lubrifiant, rezultând costuri de întreținere semnificativ mai mici decât plăcile din fontă (care necesită aplicarea regulată de ulei antirugină).
Rezistent la coroziune chimică și rugină
Performanță excelentă (fără coroziune în intervalul de pH 0-14), potrivit pentru utilizare în medii umede și chimice.
Proprietățile de rezistență la rugină elimină rugozitatea suprafeței cauzată de coroziunea metalelor, rezultând o rată de modificare a planeității de <0,005 mm/an după o utilizare pe termen lung.
IV. Factori cheie care afectează rezistența la uzură
Temperatura și umiditatea mediului ambiant
Fluctuațiile de temperatură (>±5°C) pot provoca dilatare și contracție termică, inducând microfisuri. Mediul de funcționare recomandat este o temperatură controlată de 20±2°C și o umiditate de 40-60%.
Umiditatea ridicată (>70%) accelerează pătrunderea umezelii. Deși granitul are o rată scăzută de absorbție a apei, expunerea prelungită la umiditate poate reduce totuși duritatea suprafeței.
Sarcină și stres de contact
Depășirea sarcinii nominale (de obicei 1/10 din rezistența la compresiune) poate provoca strivire localizată. De exemplu, un anumit model de placă de granit are o sarcină nominală de 500 kg/cm². În utilizarea reală, trebuie evitate încărcările de impact tranzitorii care depășesc această valoare.
Distribuția inegală a tensiunii de contact accelerează uzura. Se recomandă un suport în trei puncte sau un design cu sarcină distribuită uniform.
Întreținere și curățare
Nu folosiți perii metalice sau unelte dure la curățare. Folosiți o cârpă fără praf, umezită cu alcool izopropilic, pentru a evita zgârierea suprafeței.
Verificați periodic rugozitatea suprafeței. Dacă valoarea Ra depășește 0,2 μm, este necesară rectificarea și repararea.
V. Strategii de întreținere și îmbunătățire a rezistenței la uzură
Utilizare și depozitare corectă
Evitați impacturile puternice sau căderile. Energiile de impact care depășesc 10J pot cauza pierderea granulelor.
Folosiți un suport în timpul depozitării și acoperiți suprafața cu o folie antipraf pentru a preveni încrustarea prafului în micropori.
Efectuați calibrarea regulată de precizie
Verificați planeitatea cu o nivelă electronică la fiecare șase luni. Dacă eroarea depășește intervalul de toleranță (de exemplu, eroarea admisă pentru o placă de calitate 00 este ≤2×(1+d/1000)μm), returnați placa la fabrică pentru reglaj fin.
Aplicați ceară protectoare înainte de depozitarea pe termen lung pentru a reduce coroziunea din mediu.
Tehnici de reparare și remanufacturare
Uzura superficială <0,1 mm poate fi reparată local cu pastă abrazivă diamantată pentru a restabili un finisaj oglindă cu Ra ≤0,1 μm.
Uzura profundă (>0,3 mm) necesită returnarea plăcii la fabrică pentru rectificare, dar acest lucru va reduce grosimea totală a plăcii (distanța de rectificare unică ≤0,5 mm).
Rezistența la uzură a plăcilor de granit provine din sinergia dintre proprietățile lor minerale naturale și prelucrarea de precizie. Prin optimizarea mediului de utilizare, standardizarea procesului de întreținere și adoptarea tehnologiei de reparare, acestea își pot demonstra în continuare avantajele de precizie bună și durată lungă de viață în domeniul măsurătorilor de precizie, devenind un instrument de referință în producția industrială.
Data publicării: 10 septembrie 2025