En el camp de la fabricació i la inspecció de precisió, el rendiment de deformació tèrmica dels materials és un factor clau que determina la precisió i la fiabilitat dels equips. El granit i la fosa, com a dos materials bàsics industrials d'ús comú, han atret molta atenció per les seves diferències de rendiment en entorns d'alta temperatura. Per presentar visualment les característiques de deformació tèrmica de tots dos, vam utilitzar una càmera termogràfica professional per dur a terme proves de treball contínues de 8 hores en plataformes de granit i fosa de la mateixa especificació, revelant les diferències reals a través de dades i imatges.
Disseny experimental: simular condicions de treball dures i capturar amb precisió les diferències
Per a aquest experiment, es van seleccionar plataformes de granit i ferro colat amb unes dimensions de 1000 mm × 600 mm × 100 mm. En un entorn de taller industrial simulat (temperatura 25 ± 1 ℃, humitat 50% ± 5%), distribuint uniformement les fonts de calor a la superfície de la plataforma (simulant la generació de calor durant el funcionament de l'equip), la plataforma va funcionar contínuament a una potència de 100 W durant 8 hores. La càmera termogràfica FLIR T1040 (amb una resolució de temperatura de 0,02 ℃) i el sensor de desplaçament làser d'alta precisió (amb una precisió de ± 0,1 μm) es van utilitzar per controlar la distribució de la temperatura i la deformació de la superfície de la plataforma en temps real, i les dades es van registrar un cop cada 30 minuts.
Resultats mesurats: Visualitzeu la diferència de temperatura i quantifiqueu el buit de deformació
Les dades de la càmera termogràfica mostren que després d'una hora de funcionament de la plataforma de ferro colat, la temperatura màxima de la superfície ha arribat als 42 ℃, 17 ℃ més alta que la temperatura inicial. Vuit hores més tard, la temperatura va pujar fins als 58 ℃ i va sorgir una distribució de gradient de temperatura clara, amb una diferència de temperatura de 8 ℃ entre la vora i el centre. El procés d'escalfament de la plataforma de granit és més suau. La temperatura només puja fins als 28 ℃ després d'1 hora i s'estabilitza a 32 ℃ després de 8 hores. La diferència de temperatura de la superfície es controla dins dels 2 ℃.
Segons les dades de deformació, en 8 hores, la deformació vertical a la zona central de la plataforma de ferro colat va arribar als 0,18 mm, i la deformació per flexió a la vora va ser de 0,07 mm. En canvi, la deformació màxima de la plataforma de granit és només de 0,02 mm, menys d'1/9 de la de ferro colat. La corba en temps real del sensor de desplaçament làser també confirma aquest resultat: la corba de deformació de la plataforma de ferro colat fluctua bruscament, mentre que la corba de la plataforma de granit és gairebé estable, demostrant una estabilitat tèrmica extremadament forta.
Anàlisi del principi: les propietats dels materials determinen les diferències en la deformació tèrmica
La causa principal de la deformació tèrmica significativa del ferro colat rau en el seu coeficient d'expansió tèrmica relativament alt (aproximadament 10-12 ×10⁻⁶/℃) i la distribució desigual del grafit a l'interior, la qual cosa provoca velocitats de conducció de calor inconsistents i la formació d'una concentració local d'estrès tèrmic. Mentrestant, el ferro colat té una capacitat calorífica específica relativament baixa i la seva temperatura augmenta més ràpidament quan absorbeix la mateixa quantitat de calor. En canvi, el coeficient d'expansió tèrmica del granit és només de (4-8) ×10⁻⁶/℃. La seva estructura cristal·lina és densa i uniforme, amb una eficiència de conducció de calor baixa i uniformement distribuïda. Juntament amb la seva alta característica de capacitat calorífica específica, encara pot mantenir l'estabilitat dimensional en ambients d'alta temperatura.
Il·luminació d'aplicacions: l'elecció determina la precisió, l'estabilitat crea valor
En equips com ara màquines-eina de precisió i màquines de mesura de tres coordenades, la deformació tèrmica de les bases de ferro colat pot provocar errors de processament o inspecció, cosa que afecta el rendiment dels productes qualificats. La base de granit, amb la seva excepcional estabilitat tèrmica, pot garantir que l'equip mantingui una alta precisió durant el funcionament a llarg termini. Després que una determinada empresa de fabricació de peces d'automòbils substituís la plataforma de ferro colat per una plataforma de granit, la taxa d'error dimensional de les peces de precisió va disminuir del 3,2% al 0,8% i l'eficiència de la producció va augmentar un 15%.
A través de la presentació intuïtiva i la mesura precisa de la càmera termogràfica, la diferència en la deformació tèrmica entre el granit i el ferro colat és immediatament evident. En la indústria moderna que persegueix la màxima precisió, triar materials de granit amb una major estabilitat tèrmica és sens dubte una bona decisió per millorar el rendiment dels equips i garantir la qualitat del producte.
Data de publicació: 24 de maig de 2025