Là một công cụ tham khảo quan trọng trong lĩnh vực đo lường chính xác, khả năng chống mài mòn của tấm đá granit quyết định trực tiếp đến tuổi thọ, độ chính xác đo lường và độ ổn định lâu dài của chúng. Phần sau đây sẽ giải thích một cách hệ thống các điểm chính về khả năng chống mài mòn của đá granit từ các khía cạnh về tính chất vật liệu, cơ chế mài mòn, ưu điểm về hiệu suất, các yếu tố ảnh hưởng và chiến lược bảo trì.
1. Tính chất vật liệu và các nguyên tắc cơ bản về khả năng chống mài mòn
Độ cứng tốt và cấu trúc đặc chắc
Đá granit chủ yếu bao gồm pyroxen, plagioclase và một lượng nhỏ biotit. Qua quá trình lão hóa tự nhiên lâu dài, chúng phát triển cấu trúc hạt mịn, đạt độ cứng Mohs từ 6-7, độ cứng Shore vượt quá HS70 và độ bền nén từ 2290-3750 kg/cm².
Cấu trúc vi mô dày đặc này (độ hấp thụ nước <0,25%) đảm bảo liên kết giữa các hạt mạnh mẽ, dẫn đến khả năng chống trầy xước bề mặt vượt trội đáng kể so với gang (có độ cứng chỉ HRC 30-40).
Lão hóa tự nhiên và giải tỏa căng thẳng nội tại
Đá granite được khai thác từ các tầng đá ngầm chất lượng cao. Sau hàng triệu năm lão hóa tự nhiên, tất cả các ứng suất bên trong đã được giải phóng, tạo nên các tinh thể mịn, đặc và kết cấu đồng nhất. Độ ổn định này giúp đá ít bị nứt vi mô hoặc biến dạng do sự dao động ứng suất trong quá trình sử dụng lâu dài, nhờ đó duy trì khả năng chống mài mòn theo thời gian.
II. Cơ chế hao mòn và hiệu suất
Các dạng hao mòn chính
Mài mòn do ma sát: Hiện tượng cắt vi mô gây ra bởi các hạt cứng trượt hoặc lăn trên bề mặt. Độ cứng cao của đá granit (tương đương HRC > 51) làm cho nó có khả năng chống mài mòn gấp 2-3 lần so với gang, giúp giảm đáng kể độ sâu của các vết xước trên bề mặt.
Mài mòn do bám dính: Sự truyền vật liệu xảy ra giữa các bề mặt tiếp xúc dưới áp suất cao. Các đặc tính phi kim loại của đá granit (không từ tính và không biến dạng dẻo) ngăn cản sự bám dính kim loại với kim loại, dẫn đến tỷ lệ mài mòn gần bằng không.
Mài mòn do mỏi: Hiện tượng bong tróc bề mặt do ứng suất chu kỳ. Độ đàn hồi cao (1,3-1,5×10⁶kg/cm²) và độ hấp thụ nước thấp (<0,13%) của đá granit mang lại khả năng chống mỏi tuyệt vời, giúp bề mặt duy trì độ bóng như gương ngay cả sau thời gian sử dụng lâu dài.
Dữ liệu hiệu suất điển hình
Các thử nghiệm cho thấy tấm đá granit chỉ bị mài mòn bằng 1/5 đến 1/3 so với tấm gang trong cùng điều kiện hoạt động.
Giá trị độ nhám bề mặt Ra duy trì ổn định trong phạm vi 0,05-0,1μm trong thời gian dài, đáp ứng yêu cầu độ chính xác Loại 000 (dung sai độ phẳng ≤ 1×(1+d/1000)μm, trong đó d là chiều dài đường chéo).
III. Những ưu điểm cốt lõi của khả năng chống mài mòn
Hệ số ma sát thấp và khả năng tự bôi trơn
Bề mặt nhẵn của đá granit, với hệ số ma sát chỉ từ 0,1 đến 0,15, tạo ra lực cản tối thiểu khi các dụng cụ đo trượt trên đó, làm giảm tốc độ mài mòn.
Đặc tính không chứa dầu của đá granite loại bỏ sự mài mòn thứ cấp do bụi bám vào chất bôi trơn gây ra, dẫn đến chi phí bảo trì thấp hơn đáng kể so với các tấm gang (cần phải bôi dầu chống gỉ thường xuyên).
Chống ăn mòn hóa học và gỉ sét
Hiệu suất tuyệt vời (không bị ăn mòn trong phạm vi pH từ 0-14), thích hợp sử dụng trong môi trường ẩm ướt và hóa chất.
Đặc tính chống gỉ giúp loại bỏ hiện tượng sần sùi bề mặt do ăn mòn kim loại, dẫn đến tốc độ thay đổi độ phẳng <0,005mm/năm sau thời gian sử dụng lâu dài.
IV. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn
Nhiệt độ và độ ẩm môi trường xung quanh
Sự dao động nhiệt độ (>±5°C) có thể gây ra sự giãn nở và co lại do nhiệt, dẫn đến hình thành các vết nứt nhỏ. Môi trường hoạt động được khuyến nghị là nhiệt độ được kiểm soát ở mức 20±2°C và độ ẩm từ 40-60%.
Độ ẩm cao (>70%) làm tăng tốc độ thẩm thấu hơi ẩm. Mặc dù đá granit có tỷ lệ hấp thụ nước thấp, nhưng việc tiếp xúc lâu dài với độ ẩm vẫn có thể làm giảm độ cứng bề mặt.
Tải trọng và ứng suất tiếp xúc
Vượt quá tải trọng định mức (thường là 1/10 cường độ nén) có thể gây ra hiện tượng vỡ vụn cục bộ. Ví dụ, một loại tấm đá granit nhất định có tải trọng định mức là 500kg/cm². Trong thực tế sử dụng, cần tránh các tải trọng va đập tức thời vượt quá giá trị này.
Phân bố ứng suất tiếp xúc không đồng đều sẽ làm tăng tốc độ mài mòn. Nên sử dụng thiết kế hỗ trợ ba điểm hoặc tải trọng phân bố đều.
Bảo trì và vệ sinh
Không sử dụng bàn chải kim loại hoặc dụng cụ cứng khi vệ sinh. Sử dụng khăn không bụi đã được làm ẩm bằng cồn isopropyl để tránh làm trầy xước bề mặt.
Thường xuyên kiểm tra độ nhám bề mặt. Nếu giá trị Ra vượt quá 0,2μm, cần phải mài lại và sửa chữa.
V. Các chiến lược bảo trì và cải tiến để tăng khả năng chống mài mòn
Sử dụng và bảo quản đúng cách
Tránh va đập mạnh hoặc làm rơi. Năng lượng va đập vượt quá 10J có thể gây mất hạt.
Sử dụng giá đỡ trong quá trình bảo quản và phủ bề mặt bằng màng chống bụi để ngăn bụi bám vào các lỗ nhỏ li ti.
Thực hiện hiệu chuẩn chính xác định kỳ.
Kiểm tra độ phẳng bằng thước đo độ phẳng điện tử sáu tháng một lần. Nếu sai số vượt quá phạm vi dung sai (ví dụ: sai số cho phép đối với tấm loại 00 là ≤2×(1+d/1000)μm), hãy gửi lại nhà máy để tinh chỉnh.
Trước khi cất giữ lâu dài, hãy phủ một lớp sáp bảo vệ để giảm thiểu sự ăn mòn do tác động của môi trường.
Kỹ thuật sửa chữa và tái sản xuất
Các vết mài mòn bề mặt <0,1mm có thể được sửa chữa cục bộ bằng bột mài kim cương để khôi phục độ bóng như gương với độ nhám Ra ≤0,1μm.
Mài mòn sâu (>0,3mm) cần phải gửi về nhà máy để mài lại, nhưng điều này sẽ làm giảm độ dày tổng thể của tấm (khoảng cách mài đơn ≤0,5mm).
Khả năng chống mài mòn của các tấm đá granit xuất phát từ sự kết hợp giữa các đặc tính khoáng chất tự nhiên và quá trình gia công chính xác. Bằng cách tối ưu hóa môi trường sử dụng, tiêu chuẩn hóa quy trình bảo trì và áp dụng công nghệ sửa chữa, nó có thể tiếp tục thể hiện ưu điểm về độ chính xác cao và tuổi thọ dài trong lĩnh vực đo lường chính xác, trở thành công cụ chuẩn mực trong sản xuất công nghiệp.
Thời gian đăng bài: 10/09/2025