Inden for præcisionsfremstilling og inspektion er materialers termiske deformationsevne en nøglefaktor, der bestemmer udstyrets nøjagtighed og pålidelighed. Granit og støbejern, som to almindeligt anvendte industrielle basismaterialer, har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af deres forskelle i ydeevne i miljøer med høj temperatur. For visuelt at præsentere de termiske deformationsegenskaber for begge materialer brugte vi et professionelt termografikamera til at udføre kontinuerlige 8-timers arbejdstests på granit- og støbejernsplatforme med samme specifikation, hvilket afslørede de reelle forskelle gennem data og billeder.
Eksperimentelt design: Simuler barske arbejdsforhold og indfang præcist forskelle
Til dette eksperiment blev der udvalgt platforme af granit og støbejern med dimensionerne 1000 mm × 600 mm × 100 mm. I et simuleret industrielt værkstedsmiljø (temperatur 25 ± 1 ℃, luftfugtighed 50 % ± 5 %), hvor varmekilderne blev fordelt jævnt på platformens overflade (simulering af varmegenereringen under udstyrets drift), arbejdede platformen kontinuerligt med en effekt på 100 W i 8 timer. FLIR T1040 termografikameraet (med en temperaturopløsning på 0,02 ℃) og den højpræcisions laserforskydningssensor (med en nøjagtighed på ± 0,1 μm) blev brugt til at overvåge temperaturfordelingen og deformationen af platformens overflade i realtid, og dataene blev registreret hvert 30. minut.
Målte resultater: Visualiser temperaturforskellen og kvantificer deformationsgabet
Dataene fra termografikameraet viser, at efter at støbejernsplatformen har været i drift i en time, har den maksimale overfladetemperatur nået 42℃, hvilket er 17℃ højere end den oprindelige temperatur. Otte timer senere steg temperaturen til 58℃, og en tydelig temperaturgradientfordeling opstod med en temperaturforskel på 8℃ mellem kanten og midten. Opvarmningsprocessen for granitplatformen er mere skånsom. Temperaturen stiger først til 28℃ efter 1 time og stabiliserer sig ved 32℃ efter 8 timer. Overfladetemperaturforskellen kontrolleres inden for 2℃.
Ifølge deformationsdataene nåede den vertikale deformation i midten af støbejernsplatformen inden for 8 timer 0,18 mm, og vridningsdeformationen ved kanten var 0,07 mm. I modsætning hertil er den maksimale deformation af granitplatformen kun 0,02 mm, mindre end 1/9 af støbejernsplatformens. Realtidskurven for laserforskydningssensoren bekræfter også dette resultat: Deformationskurven for støbejernsplatformen svinger kraftigt, mens kurven for granitplatformen er næsten stabil, hvilket viser ekstremt stærk termisk stabilitet.
Principanalyse: Materialeegenskaber bestemmer forskellene i termisk deformation
Grundårsagen til den betydelige termiske deformation af støbejern ligger i dets relativt høje termiske udvidelseskoefficient (ca. 10-12 × 10⁻⁶/℃) og den ujævne fordeling af grafit indeni, hvilket resulterer i inkonsistente varmeledningshastigheder og dannelse af lokal termisk spændingskoncentration. Samtidig har støbejern en relativt lav specifik varmekapacitet, og dets temperatur stiger hurtigere, når det absorberer den samme mængde varme. I modsætning hertil er granits termiske udvidelseskoefficient kun (4-8) × 10⁻⁶/℃. Dets krystalstruktur er tæt og ensartet med lav og jævnt fordelt varmeledningseffektivitet. Kombineret med dets høje specifikke varmekapacitet kan det stadig opretholde dimensionsstabilitet i miljøer med høj temperatur.
Applikationsoplysning: Valg bestemmer præcision, stabilitet skaber værdi
I udstyr som præcisionsværktøjsmaskiner og trekoordinatmålemaskiner kan termisk deformation af støbejernsbaser føre til bearbejdnings- eller inspektionsfejl, hvilket påvirker udbyttet af kvalificerede produkter. Granitbasen kan med sin enestående termiske stabilitet sikre, at udstyret opretholder høj præcision under langvarig drift. Efter at en bestemt virksomhed, der producerer bildele, udskiftede støbejernsplatformen med en granitplatform, faldt dimensionsfejlraten for præcisionsdele fra 3,2 % til 0,8 %, og produktionseffektiviteten steg med 15 %.
Gennem den intuitive præsentation og præcise måling af termografikameraet er forskellen i termisk deformation mellem granit og støbejern umiddelbart tydelig. I den moderne industri, der stræber efter ultimativ præcision, er det utvivlsomt et klogt træk at vælge granitmaterialer med stærkere termisk stabilitet for at forbedre udstyrets ydeevne og sikre produktkvaliteten.
Udsendelsestidspunkt: 24. maj 2025