Innen presisjonsproduksjon og inspeksjon er materialers termiske deformasjonsytelse en nøkkelfaktor som bestemmer nøyaktigheten og påliteligheten til utstyr. Granitt og støpejern, som to vanlige industrielle basismaterialer, har fått mye oppmerksomhet for sine ytelsesforskjeller i høytemperaturmiljøer. For å visuelt presentere de termiske deformasjonsegenskapene til begge, brukte vi et profesjonelt termokamera til å utføre kontinuerlige 8-timers arbeidstester på granitt- og støpejernsplattformer med samme spesifikasjon, og avslørte de reelle forskjellene gjennom data og bilder.
Eksperimentell design: Simuler tøffe arbeidsforhold og fang nøyaktig opp forskjeller
For dette eksperimentet ble det valgt plattformer i granitt og støpejern med dimensjoner på 1000 mm × 600 mm × 100 mm. I et simulert industrielt verkstedmiljø (temperatur 25 ± 1 ℃, fuktighet 50 % ± 5 %), ved å jevnt fordele varmekildene på plattformoverflaten (simulere varmegenereringen under utstyrets drift), jobbet plattformen kontinuerlig med en effekt på 100 W i 8 timer. FLIR T1040 termokamera (med en temperaturoppløsning på 0,02 ℃) og høypresisjonslaserforskyvningssensor (med en nøyaktighet på ± 0,1 μm) ble brukt til å overvåke temperaturfordelingen og deformasjonen av plattformoverflaten i sanntid, og dataene ble registrert hvert 30. minutt.
Målte resultater: Visualiser temperaturforskjellen og kvantifiser deformasjonsgapet
Dataene fra termokameraet viser at etter at støpejernsplattformen har vært i drift i én time, har den maksimale overflatetemperaturen nådd 42 ℃, som er 17 ℃ høyere enn starttemperaturen. Åtte timer senere steg temperaturen til 58 ℃, og en tydelig temperaturgradientfordeling oppsto, med en temperaturforskjell på 8 ℃ mellom kanten og midten. Oppvarmingsprosessen til granittplattformen er mer skånsom. Temperaturen stiger først til 28 ℃ etter 1 time og stabiliserer seg på 32 ℃ etter 8 timer. Overflatetemperaturforskjellen kontrolleres innenfor 2 ℃.
I følge deformasjonsdataene nådde den vertikale deformasjonen i sentrum av støpejernsplattformen 0,18 mm innen 8 timer, og vridningsdeformasjonen ved kanten var 0,07 mm. I motsetning til dette er den maksimale deformasjonen av granittplattformen bare 0,02 mm, mindre enn 1/9 av den for støpejernsplattformen. Sanntidskurven til laserforskyvningssensoren bekrefter også dette resultatet: Deformasjonskurven til støpejernsplattformen svinger kraftig, mens kurven til granittplattformen er nesten stabil, noe som viser ekstremt sterk termisk stabilitet.
Prinsippanalyse: Materialegenskaper bestemmer forskjellene i termisk deformasjon
Den betydelige termiske deformasjonen av støpejern ligger i den relativt høye termiske utvidelseskoeffisienten (omtrent 10⁻⁶/℃), og den ujevne fordelingen av grafitt inni, noe som resulterer i inkonsistente varmeledningshastigheter og dannelse av lokal termisk spenningskonsentrasjon. Støpejern har imidlertid en relativt lav spesifikk varmekapasitet, og temperaturen stiger raskere når den absorberer den samme mengden varme. I motsetning til dette er termisk utvidelseskoeffisienten for granitt bare (4–8) × 10⁻⁶/℃. Krystallstrukturen er tett og ensartet, med lav og jevnt fordelt varmeledningseffektivitet. Kombinert med den høye spesifikke varmekapasitetskarakteristikken kan den fortsatt opprettholde dimensjonsstabilitet i miljøer med høy temperatur.
Applikasjonsopplysning: Valg bestemmer presisjon, stabilitet skaper verdi
I utstyr som presisjonsmaskiner og trekoordinatmålemaskiner kan termisk deformasjon av støpejernsbaser føre til prosesserings- eller inspeksjonsfeil, noe som påvirker utbyttet av kvalifiserte produkter. Granittbasen, med sin enestående termiske stabilitet, kan sikre at utstyret opprettholder høy presisjon under langvarig drift. Etter at en viss produksjonsbedrift for bildeler erstattet støpejernsplattformen med en granittplattform, reduserte dimensjonsfeilraten for presisjonsdeler fra 3,2 % til 0,8 %, og produksjonseffektiviteten økte med 15 %.
Gjennom den intuitive presentasjonen og den presise målingen av termokameraet er forskjellen i termisk deformasjon mellom granitt og støpejern umiddelbart tydelig. I moderne industri som streber etter ultimat presisjon, er det utvilsomt et klokt trekk å velge granittmaterialer med sterkere termisk stabilitet for å forbedre utstyrets ytelse og sikre produktkvalitet.
Publiseringstid: 24. mai 2025