Là một công cụ tham chiếu 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 giải thích một cách có hệ thống các điểm chính về khả năng chống mài mòn của chúng từ góc độ đặc tính vật liệu, cơ chế mài mòn, lợi thế hiệu suất, các yếu tố ảnh hưởng và chiến lược bảo trì.
1. Tính chất vật liệu và cơ bản về khả năng chống mài mòn
Độ cứng tốt và cấu trúc dày đặc
Đá granit chủ yếu được cấu tạo từ pyroxen, plagioclase và một lượng nhỏ biotite. Qua quá trình lão hóa tự nhiên lâu dài, chúng phát triển cấu trúc hạt mịn, đạt độ cứng Mohs 6-7, độ cứng Shore trên HS70 và cường độ nén 2290-3750 kg/cm².
Cấu trúc vi mô dày đặc này (độ hấp thụ nước <0,25%) đảm bảo liên kết giữa các hạt chắc chắn, mang lại khả năng chống trầy xước bề mặt vượt trội hơn đáng kể so với gang (có độ cứng chỉ 30-40 HRC).
Lão hóa tự nhiên và giải phóng căng thẳng nội tại
Tấm đá granite được khai thác từ các khối đá ngầm chất lượng cao. Sau hàng triệu năm lão hóa tự nhiên, mọi ứng suất bên trong đã được giải phóng, tạo nên những tinh thể mịn, đặc và có kết cấu đồng nhất. Độ ổn định này giúp đá ít bị nứt vỡ hoặc biến dạng do biến 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 mài mòn và hiệu suất
Các hình thức mặc chính
Mài mòn: Vết cắt siêu nhỏ do các hạt cứng trượt hoặc lăn trên bề mặt. Độ cứng cao của đá granit (tương đương HRC > 51) giúp đá granit có khả năng chống chịu các hạt mài mòn cao gấp 2-3 lần so với gang, giúp giảm đáng kể độ sâu của các vết xước bề mặt.
Mài mòn do dính: Sự chuyển dịch vật liệu xảy ra giữa các bề mặt tiếp xúc dưới áp suất cao. Các đặc tính phi kim loại của đá granit (biến dạng phi từ tính và phi dẻo) ngăn cản sự bám dính giữa kim loại với kim loại, dẫn đến tỷ lệ mài mòn gần như bằng không.
Mài mòn do mỏi: Bề mặt bị bong tróc do ứng suất tuần hoàn. Mô đun đàn hồi cao của đá granite (1,3-1,5×10⁶kg/cm²) và độ hút nước thấp (<0,13%) mang lại khả năng chống mỏi tuyệt vời, cho phép bề mặt duy trì độ bóng như gương ngay cả sau thời gian dài sử dụng.
Dữ liệu hiệu suất điển hình
Các cuộc thử nghiệm cho thấy tấm đá granit chỉ bị mài mòn bằng 1/5-1/3 so với tấm gang trong cùng điều kiện vận hành.
Giá trị độ nhám bề mặt Ra vẫn ổn định trong phạm vi 0,05-0,1μm trong thời gian dài, đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác của Lớp 000 (dung sai độ phẳng ≤ 1×(1+d/1000)μm, trong đó d là chiều dài đường chéo).
III. Ưu điểm cốt lõi của khả năng chống mài mòn
Hệ số ma sát thấp và tự bôi trơn
Bề mặt nhẵn của đá granit, với hệ số ma sát chỉ từ 0,1-0,15, tạo ra lực cản tối thiểu khi các dụng cụ đo trượt trên bề mặt, giúp giảm tốc độ mài mòn.
Bản chất không chứa dầu của đá granit giúp loại bỏ sự mài mòn thứ cấp do bụi bị chất bôi trơn hấp thụ, giúp giảm đáng kể chi phí bảo trì so với tấm gang (cần phải bôi dầu chống gỉ thường xuyên).
Chống ăn mòn hóa học và rỉ 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.
Tính chất chống gỉ giúp loại bỏ hiện tượng nhám bề mặt do ăn mòn kim loại, mang lại tốc độ thay đổi độ phẳng <0,005mm/năm sau thời gian dài sử dụng.
IV. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng chống mài mòn
Nhiệt độ và độ ẩm môi trường
Biến động nhiệt độ (>±5°C) có thể gây ra hiện tượng giãn nở và co lại do nhiệt, dẫn đến các vết nứt nhỏ. Môi trường vận hành được khuyến nghị là nhiệt độ được kiểm soát ở mức 20±2°C và độ ẩm 40-60%.
Độ ẩm cao (>70%) làm tăng tốc độ thấm nước. Mặc dù đá granite 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 nghiền cục bộ. Ví dụ, một mẫu tấm đá granite nhất định có tải trọng định mức là 500kg/cm². Trong quá trình sử dụng thực tế, cần tránh tải trọng va đập tạm thời vượt quá giá trị này.
Sự phân bố ứng suất tiếp xúc không đều sẽ làm tăng tốc độ mài mòn. Khuyến nghị sử dụng thiết kế hỗ trợ ba điểm hoặc thiết kế 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 sạch thấm cồn isopropyl để tránh làm xước bề mặt.
Kiểm tra độ nhám bề mặt thường xuyên. Nếu giá trị Ra vượt quá 0,2μm, cần phải mài lại và sửa chữa.
V. Chiến lược bảo trì và cải tiến 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 làm 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.
Thực hiện hiệu chuẩn độ chính xác thường xuyên
Kiểm tra độ phẳng bằng cân thủy lực điện tử sáu tháng một lần. Nếu sai số vượt quá phạm vi dung sai (ví dụ: sai số cho phép đối với tấm cấp 00 là ≤2×(1+d/1000)μm), hãy gửi trả về nhà máy để tinh chỉnh.
Thoa sáp bảo vệ trước khi lưu trữ lâu dài để giảm sự ăn mòn của môi trường.
Kỹ thuật sửa chữa và tái sản xuất
Có thể sửa chữa tại chỗ các bề mặt bị mài mòn <0,1mm bằng kem mài kim cương để khôi phục lại độ bóng gương Ra ≤0,1μm.
Mòn sâu (>0,3mm) đòi hỏi phải trả lại 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 tấm đá granit bắt nguồn từ sự kết hợp giữa đặc tính khoáng chất tự nhiên và gia công chính xác. Bằng cách tối ưu hóa môi trường sử dụng, chuẩn hóa quy trình bảo trì và áp dụng công nghệ sửa chữa, sản phẩm có thể tiếp tục chứng minh ưu điểm về độ chính xác cao và tuổi thọ lâu dài trong lĩnh vực đo lường chính xác, trở thành công cụ chuẩn mực trong sản xuất công nghiệp.
Thời gian đăng: 10-09-2025