În domeniul fabricației de precizie și al inspecției, performanța materialelor la deformare termică este un factor cheie care determină precizia și fiabilitatea echipamentelor. Granitul și fonta, ca două materiale de bază industriale utilizate în mod obișnuit, au atras multă atenție datorită diferențelor lor de performanță în medii cu temperaturi ridicate. Pentru a prezenta vizual caracteristicile de deformare termică ale ambelor, am folosit o cameră de termoviziune profesională pentru a efectua teste continue de lucru de 8 ore pe platforme de granit și fontă cu aceleași specificații, dezvăluind diferențele reale prin date și imagini.
Design experimental: Simulați condiții de lucru dure și surprindeți cu precizie diferențele
Pentru acest experiment au fost selectate platforme din granit și fontă cu dimensiunile de 1000 mm × 600 mm × 100 mm. Într-un mediu simulat de atelier industrial (temperatură 25 ± 1 ℃, umiditate 50% ± 5%), prin distribuirea uniformă a surselor de căldură pe suprafața platformei (simulând generarea de căldură în timpul funcționării echipamentului), platforma a funcționat continuu la o putere de 100 W timp de 8 ore. Camera de termoviziune FLIR T1040 (cu o rezoluție de temperatură de 0,02 ℃) și senzorul de deplasare laser de înaltă precizie (cu o precizie de ± 0,1 μm) au fost utilizate pentru a monitoriza distribuția temperaturii și deformarea suprafeței platformei în timp real, iar datele au fost înregistrate o dată la 30 de minute.
Rezultate măsurate: Vizualizați diferența de temperatură și cuantificați diferența de deformare
Datele de la camera de termoviziune arată că, după o oră de funcționare a platformei din fontă, temperatura maximă a suprafeței a atins 42℃, cu 17℃ mai mare decât temperatura inițială. Opt ore mai târziu, temperatura a crescut la 58℃ și a apărut o distribuție distinctă a gradientului de temperatură, cu o diferență de temperatură de 8℃ între margine și centru. Procesul de încălzire a platformei din granit este mai blând. Temperatura crește la 28℃ doar după 1 oră și se stabilizează la 32℃ după 8 ore. Diferența de temperatură a suprafeței este controlată în limita a 2℃.
Conform datelor de deformare, în decurs de 8 ore, deformarea verticală în zona centrală a platformei din fontă a atins 0,18 mm, iar deformarea prin deformare la margine a fost de 0,07 mm. În schimb, deformarea maximă a platformei din granit este de numai 0,02 mm, mai puțin de 1/9 din cea a platformei din fontă. Curba în timp real a senzorului de deplasare laser confirmă, de asemenea, acest rezultat: curba de deformare a platformei din fontă fluctuează brusc, în timp ce curba platformei din granit este aproape stabilă, demonstrând o stabilitate termică extrem de puternică.
Analiza principiilor: Proprietățile materialelor determină diferențele de deformare termică
Cauza principală a deformării termice semnificative a fontei constă în coeficientul său relativ ridicat de dilatare termică (aproximativ 10-12 ×10⁻⁶/℃) și în distribuția inegală a grafitului în interior, ceea ce duce la viteze de conducere a căldurii inconsistente și la formarea unei concentrări locale de stres termic. Totodată, fonta are o capacitate termică specifică relativ scăzută, iar temperatura sa crește mai rapid atunci când absoarbe aceeași cantitate de căldură. În schimb, coeficientul de dilatare termică al granitului este de numai (4-8) ×10⁻⁶/℃. Structura sa cristalină este densă și uniformă, cu o eficiență de conducere a căldurii scăzută și uniform distribuită. Împreună cu caracteristica sa ridicată de capacitate termică specifică, aceasta își poate menține stabilitatea dimensională în medii cu temperaturi ridicate.
Iluminarea aplicațiilor: Alegerea determină precizia, stabilitatea creează valoare
În echipamente precum mașinile-unelte de precizie și mașinile de măsurat în trei coordonate, deformarea termică a bazelor din fontă poate duce la erori de procesare sau inspecție, afectând randamentul produselor calificate. Baza din granit, cu stabilitatea sa termică remarcabilă, poate asigura menținerea unei precizii ridicate a echipamentului în timpul funcționării pe termen lung. După ce o anumită întreprindere producătoare de piese auto a înlocuit platforma din fontă cu o platformă din granit, rata de eroare dimensională a pieselor de precizie a scăzut de la 3,2% la 0,8%, iar eficiența producției a crescut cu 15%.
Prin prezentarea intuitivă și măsurarea precisă a camerei de termoviziune, diferența de deformare termică dintre granit și fontă este imediat evidentă. În industria modernă, care urmărește precizia maximă, alegerea materialelor din granit cu o stabilitate termică mai mare este, fără îndoială, o mișcare înțeleaptă pentru a îmbunătăți performanța echipamentelor și a asigura calitatea produsului.
Data publicării: 24 mai 2025