Come strumento di riferimento fondamentale nelle misurazioni di precisione, la resistenza all'usura delle lastre di granito ne determina direttamente la durata utile, l'accuratezza delle misurazioni e la stabilità a lungo termine. Di seguito vengono spiegati sistematicamente i punti chiave della loro resistenza all'usura dal punto di vista delle proprietà del materiale, dei meccanismi di usura, dei vantaggi prestazionali, dei fattori che influenzano e delle strategie di manutenzione.
1. Proprietà dei materiali e nozioni di base sulla resistenza all'usura
Buona durezza e struttura densa
Le lastre di granito sono composte principalmente da pirosseno, plagioclasio e una piccola quantità di biotite. Attraverso un invecchiamento naturale prolungato, sviluppano una struttura a grana fine, raggiungendo una durezza Mohs di 6-7, una durezza Shore superiore a HS70 e una resistenza alla compressione di 2290-3750 kg/cm².
Questa microstruttura densa (assorbimento d'acqua <0,25%) garantisce una forte adesione tra i grani, con conseguente resistenza ai graffi superficiali notevolmente superiore alla ghisa (che ha una durezza di soli HRC 30-40).
Invecchiamento naturale e rilascio dello stress interno
Le lastre di granito provengono da formazioni rocciose sotterranee di alta qualità. Dopo milioni di anni di invecchiamento naturale, tutte le tensioni interne sono state rilasciate, dando origine a cristalli fini e densi e una consistenza uniforme. Questa stabilità lo rende meno soggetto a microfratture o deformazioni dovute alle fluttuazioni delle tensioni durante l'uso a lungo termine, mantenendo così la sua resistenza all'usura nel tempo.
II. Meccanismi di usura e prestazioni
Forme principali di usura
Usura abrasiva: micro-tagli causati da particelle dure che scivolano o rotolano sulla superficie. L'elevata durezza del granito (equivalente a HRC > 51) lo rende 2-3 volte più resistente alle particelle abrasive rispetto alla ghisa, riducendo significativamente la profondità dei graffi superficiali.
Usura adesiva: il trasferimento di materiale avviene tra le superfici di contatto sottoposte ad alta pressione. Le proprietà non metalliche del granito (deformazione non magnetica e non plastica) impediscono l'adesione metallo su metallo, con conseguente tasso di usura prossimo allo zero.
Usura da fatica: desquamazione superficiale causata da sollecitazioni cicliche. L'elevato modulo elastico del granito (1,3-1,5×10⁶kg/cm²) e il basso assorbimento d'acqua (<0,13%) garantiscono un'eccellente resistenza alla fatica, consentendo alla superficie di mantenere una lucentezza a specchio anche dopo un utilizzo prolungato.
Dati tipici sulle prestazioni
I test dimostrano che le lastre di granito subiscono solo 1/5-1/3 dell'usura delle lastre di ghisa nelle stesse condizioni operative.
Il valore di rugosità superficiale Ra rimane stabile nell'intervallo 0,05-0,1 μm per un lungo periodo di tempo, soddisfacendo i requisiti di precisione della Classe 000 (tolleranza di planarità ≤ 1×(1+d/1000) μm, dove d è la lunghezza diagonale).
III. Vantaggi principali della resistenza all'usura
Basso coefficiente di attrito e autolubrificazione
La superficie liscia del granito, con un coefficiente di attrito pari a soli 0,1-0,15, offre una resistenza minima quando gli strumenti di misurazione scivolano su di essa, riducendo i tassi di usura.
La natura priva di olio del granito elimina l'usura secondaria causata dalla polvere assorbita dal lubrificante, con conseguenti costi di manutenzione notevolmente inferiori rispetto alle lastre in ghisa (che richiedono l'applicazione regolare di olio antiruggine).
Resistente alla corrosione chimica e alla ruggine
Prestazioni eccellenti (nessuna corrosione in un intervallo di pH compreso tra 0 e 14), adatto all'uso in ambienti umidi e chimici.
Le proprietà antiruggine eliminano l'irruvidimento superficiale causato dalla corrosione del metallo, con conseguente variazione della planarità inferiore a 0,005 mm/anno dopo un utilizzo a lungo termine.
IV. Fattori chiave che influenzano la resistenza all'usura
Temperatura e umidità ambiente
Le fluttuazioni di temperatura (>±5°C) possono causare dilatazioni e contrazioni termiche, inducendo microfratture. L'ambiente operativo raccomandato è una temperatura controllata di 20±2°C e un'umidità del 40-60%.
Un'umidità elevata (>70%) accelera la penetrazione dell'umidità. Sebbene il granito abbia un basso tasso di assorbimento dell'acqua, l'esposizione prolungata all'umidità può comunque ridurre la durezza superficiale.
Carico e stress da contatto
Il superamento del carico nominale (tipicamente 1/10 della resistenza a compressione) può causare schiacciamenti localizzati. Ad esempio, un certo modello di lastra di granito ha un carico nominale di 500 kg/cm². Nell'uso effettivo, si dovrebbero evitare carichi d'impatto transitori superiori a questo valore.
Una distribuzione non uniforme delle sollecitazioni da contatto accelera l'usura. Si raccomanda un supporto a tre punti o una progettazione con carico distribuito uniformemente.
Manutenzione e pulizia
Non utilizzare spazzole metalliche o utensili duri per la pulizia. Utilizzare un panno privo di polvere inumidito con alcol isopropilico per evitare di graffiare la superficie.
Controllare regolarmente la rugosità superficiale. Se il valore Ra supera 0,2 μm, è necessario rettificare e riparare la superficie.
V. Strategie di manutenzione e miglioramento per la resistenza all'usura
Uso e conservazione corretti
Evitare urti o cadute violente. Energie d'impatto superiori a 10J possono causare la perdita di grani.
Utilizzare un supporto durante lo stoccaggio e coprire la superficie con una pellicola antipolvere per evitare che la polvere si annidi nei micropori.
Eseguire una calibrazione di precisione regolare
Controllare la planarità con una livella elettronica ogni sei mesi. Se l'errore supera l'intervallo di tolleranza (ad esempio, l'errore consentito per una piastra di grado 00 è ≤2×(1+d/1000)μm), restituire la piastra in fabbrica per una regolazione fine.
Applicare cera protettiva prima di un lungo stoccaggio per ridurre la corrosione ambientale.
Tecniche di riparazione e rigenerazione
L'usura superficiale <0,1 mm può essere riparata localmente con pasta abrasiva diamantata per ripristinare una finitura a specchio di Ra ≤0,1 μm.
Un'usura profonda (>0,3 mm) richiede la restituzione in fabbrica per una nuova rettifica, ma ciò ridurrà lo spessore complessivo della piastra (distanza di rettifica singola ≤0,5 mm).
La resistenza all'usura delle lastre di granito deriva dalla sinergia tra le loro proprietà minerali naturali e la lavorazione di precisione. Ottimizzando l'ambiente di utilizzo, standardizzando il processo di manutenzione e adottando tecnologie di riparazione, può continuare a dimostrare i suoi vantaggi di elevata precisione e lunga durata nel campo della misurazione di precisione, diventando uno strumento di riferimento nella produzione industriale.
Data di pubblicazione: 10-09-2025