No campo da fabricación e inspección de precisión, o rendemento de deformación térmica dos materiais é un factor clave que determina a precisión e a fiabilidade dos equipos. O granito e o ferro fundido, como dous materiais básicos industriais de uso común, chamaron moita atención polas súas diferenzas de rendemento en ambientes de alta temperatura. Para presentar visualmente as características de deformación térmica de ambos, empregamos unha cámara termográfica profesional para realizar probas de traballo continuas de 8 horas en plataformas de granito e ferro fundido da mesma especificación, revelando as diferenzas reais a través de datos e imaxes.
Deseño experimental: simular condicións de traballo duras e capturar con precisión as diferenzas
Para este experimento, seleccionáronse plataformas de granito e ferro fundido con dimensións de 1000 mm × 600 mm × 100 mm. Nun ambiente simulado de taller industrial (temperatura 25 ± 1 ℃, humidade 50 % ± 5 %), ao distribuír uniformemente as fontes de calor na superficie da plataforma (simulando a xeración de calor durante o funcionamento do equipo), a plataforma funcionou continuamente a unha potencia de 100 W durante 8 horas. A cámara termográfica FLIR T1040 (cunha resolución de temperatura de 0,02 ℃) e o sensor de desprazamento láser de alta precisión (cunha precisión de ± 0,1 μm) utilizáronse para monitorizar a distribución da temperatura e a deformación da superficie da plataforma en tempo real, e os datos rexistráronse unha vez cada 30 minutos.
Resultados medidos: Visualizar a diferenza de temperatura e cuantificar a fenda de deformación
Os datos da cámara termográfica mostran que, despois dunha hora de funcionamento da plataforma de ferro fundido, a temperatura máxima da superficie alcanzou os 42 ℃, 17 ℃ máis alta que a temperatura inicial. Oito horas despois, a temperatura subiu aos 58 ℃ e xurdiu unha distribución de gradiente de temperatura distinta, cunha diferenza de temperatura de 8 ℃ entre o bordo e o centro. O proceso de quecemento da plataforma de granito é máis suave. A temperatura só sobe aos 28 ℃ despois dunha hora e estabilízase aos 32 ℃ despois de 8 horas. A diferenza de temperatura da superficie contrólase dentro dos 2 ℃.
Segundo os datos de deformación, en 8 horas, a deformación vertical na zona central da plataforma de ferro fundido alcanzou os 0,18 mm e a deformación por deformación no bordo foi de 0,07 mm. En contraste, a deformación máxima da plataforma de granito é de só 0,02 mm, menos de 1/9 da da plataforma de ferro fundido. A curva en tempo real do sensor de desprazamento láser tamén confirma este resultado: a curva de deformación da plataforma de ferro fundido flutúa bruscamente, mentres que a curva da plataforma de granito é case estable, o que demostra unha estabilidade térmica extremadamente forte.
Análise principal: as propiedades dos materiais determinan as diferenzas na deformación térmica
A causa principal da significativa deformación térmica do ferro fundido reside no seu coeficiente de expansión térmica relativamente alto (aproximadamente 10-12 ×10⁻⁶/℃) e na distribución desigual do grafito no seu interior, o que resulta en velocidades de condución térmica inconsistentes e na formación dunha concentración local de tensión térmica. Mentres tanto, o ferro fundido ten unha capacidade calorífica específica relativamente baixa e a súa temperatura aumenta máis rápido ao absorber a mesma cantidade de calor. En contraste, o coeficiente de expansión térmica do granito é só de (4-8) ×10⁻⁶/℃. A súa estrutura cristalina é densa e uniforme, cunha eficiencia de condución térmica baixa e distribuída uniformemente. Xunto coa súa característica de alta capacidade calorífica específica, aínda pode manter a estabilidade dimensional en ambientes de alta temperatura.
Iluminación da aplicación: a elección determina a precisión, a estabilidade crea valor
En equipos como máquinas-ferramenta de precisión e máquinas de medición de tres coordenadas, a deformación térmica das bases de ferro fundido pode levar a erros de procesamento ou inspección, o que afecta o rendemento de produtos cualificados. A base de granito, coa súa excelente estabilidade térmica, pode garantir que o equipo manteña unha alta precisión durante o funcionamento a longo prazo. Despois de que unha determinada empresa de fabricación de pezas de automóbiles substituíse a plataforma de ferro fundido por unha plataforma de granito, a taxa de erro dimensional das pezas de precisión diminuíu do 3,2 % ao 0,8 % e a eficiencia da produción aumentou nun 15 %.
Mediante a presentación intuitiva e a medición precisa da cámara termográfica, a diferenza na deformación térmica entre o granito e o ferro fundido é inmediatamente evidente. Na industria moderna que busca a máxima precisión, a elección de materiais de granito con maior estabilidade térmica é sen dúbida unha decisión intelixente para mellorar o rendemento dos equipos e garantir a calidade do produto.
Data de publicación: 24 de maio de 2025