Als wichtiges Referenzinstrument in der Präzisionsmessung bestimmt die Verschleißfestigkeit von Granitplatten direkt deren Lebensdauer, Messgenauigkeit und Langzeitstabilität. Im Folgenden werden die wichtigsten Aspekte ihrer Verschleißfestigkeit systematisch aus der Perspektive von Materialeigenschaften, Verschleißmechanismen, Leistungsvorteilen, Einflussfaktoren und Wartungsstrategien erläutert.
1. Grundlagen zu Materialeigenschaften und Verschleißfestigkeit
Gute Härte und dichte Struktur
Granitplatten bestehen hauptsächlich aus Pyroxen, Plagioklas und einer kleinen Menge Biotit. Durch langfristige natürliche Alterung entwickeln sie eine feinkörnige Struktur und erreichen eine Mohshärte von 6-7, eine Shore-Härte über HS70 und eine Druckfestigkeit von 2290-3750 kg/cm².
Diese dichte Mikrostruktur (Wasseraufnahme <0,25 %) gewährleistet eine starke Bindung zwischen den Körnern, was zu einer deutlich höheren Kratzfestigkeit der Oberfläche als bei Gusseisen (das nur eine Härte von HRC 30–40 aufweist) führt.
Natürliches Altern und innerer Stressabbau
Granitplatten werden aus hochwertigen unterirdischen Gesteinsformationen gewonnen. Nach Millionen von Jahren natürlicher Alterung haben sich alle inneren Spannungen gelöst, was zu feinen, dichten Kristallen und einer gleichmäßigen Textur führt. Diese Stabilität macht die Platten weniger anfällig für Mikrorisse oder Verformungen durch Spannungsschwankungen bei längerem Gebrauch und behält so ihre Verschleißfestigkeit über die Zeit.
II. Verschleißmechanismen und Leistung
Hauptverschleißformen
Abrasiver Verschleiß: Mikroschnitte, die durch harte Partikel entstehen, die auf der Oberfläche gleiten oder rollen. Aufgrund seiner hohen Härte (entspricht HRC > 51) ist Granit zwei- bis dreimal widerstandsfähiger gegen abrasive Partikel als Gusseisen, wodurch die Tiefe von Oberflächenkratzern deutlich reduziert wird.
Adhäsiver Verschleiß: Unter hohem Druck kommt es zu Materialübertragung zwischen Kontaktflächen. Die nichtmetallischen Eigenschaften von Granit (nicht magnetisch und nicht plastisch verformbar) verhindern die Haftung von Metall auf Metall, was zu einer Verschleißrate nahe Null führt.
Ermüdungsverschleiß: Oberflächenablösung durch zyklische Belastung. Der hohe Elastizitätsmodul von Granit (1,3–1,5 × 10⁶ kg/cm²) und die geringe Wasseraufnahme (<0,13 %) sorgen für eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit, sodass die Oberfläche auch nach längerem Gebrauch ihren spiegelähnlichen Glanz behält.
Typische Leistungsdaten
Tests zeigen, dass Granitplatten unter den gleichen Betriebsbedingungen nur 1/5 bis 1/3 des Verschleißes von Gusseisenplatten unterliegen.
Der Oberflächenrauheitswert Ra bleibt über einen langen Zeitraum stabil im Bereich von 0,05–0,1 μm und erfüllt die Präzisionsanforderungen der Klasse 000 (Ebenheitstoleranz ≤ 1 × (1 + d/1000) μm, wobei d die Diagonallänge ist).
III. Hauptvorteile der Verschleißfestigkeit
Niedriger Reibungskoeffizient und Selbstschmierung
Die glatte Oberfläche von Granit mit einem Reibungskoeffizienten von nur 0,1–0,15 bietet minimalen Widerstand, wenn Messwerkzeuge darüber gleiten, und reduziert so die Verschleißrate.
Da Granit ölfrei ist, wird Sekundärverschleiß durch vom Schmiermittel absorbierten Staub vermieden. Dies führt zu deutlich geringeren Wartungskosten als bei Gusseisenplatten (die regelmäßig mit Rostschutzöl behandelt werden müssen).
Beständig gegen chemische Korrosion und Rost
Hervorragende Leistung (keine Korrosion im pH-Bereich von 0–14), geeignet für den Einsatz in feuchten und chemischen Umgebungen.
Rostbeständige Eigenschaften verhindern eine durch Metallkorrosion verursachte Oberflächenaufrauhung, was nach längerem Gebrauch zu einer Ebenheitsänderungsrate von <0,005 mm/Jahr führt.
IV. Schlüsselfaktoren, die die Verschleißfestigkeit beeinflussen
Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit
Temperaturschwankungen (>±5 °C) können zu thermischer Ausdehnung und Kontraktion führen und so Mikrorisse verursachen. Die empfohlene Betriebsumgebung ist eine kontrollierte Temperatur von 20 ±2 °C und eine Luftfeuchtigkeit von 40–60 %.
Hohe Luftfeuchtigkeit (> 70 %) beschleunigt das Eindringen von Feuchtigkeit. Obwohl Granit eine geringe Wasseraufnahmerate aufweist, kann eine längere Einwirkung von Feuchtigkeit die Oberflächenhärte verringern.
Belastung und Kontaktspannung
Das Überschreiten der Nennlast (typischerweise 1/10 der Druckfestigkeit) kann zu lokalen Quetschungen führen. Beispielsweise hat ein bestimmtes Modell einer Granitplatte eine Nennlast von 500 kg/cm². Im praktischen Einsatz sollten vorübergehende Stoßbelastungen, die diesen Wert überschreiten, vermieden werden.
Eine ungleichmäßige Kontaktspannungsverteilung beschleunigt den Verschleiß. Eine Dreipunktauflage oder eine gleichmäßig verteilte Lastkonstruktion wird empfohlen.
Wartung und Reinigung
Verwenden Sie zum Reinigen keine Metallbürsten oder harten Werkzeuge. Verwenden Sie ein staubfreies, mit Isopropylalkohol angefeuchtetes Tuch, um Kratzer auf der Oberfläche zu vermeiden.
Überprüfen Sie regelmäßig die Oberflächenrauheit. Wenn der Ra-Wert 0,2 μm überschreitet, sind Nachschleifen und Reparatur erforderlich.
V. Wartungs- und Verbesserungsstrategien für die Verschleißfestigkeit
Sachgemäße Verwendung und Lagerung
Vermeiden Sie starke Stöße oder Stürze. Stoßenergien über 10 J können zu Kornverlust führen.
Verwenden Sie während der Lagerung eine Unterlage und decken Sie die Oberfläche mit einer staubdichten Folie ab, um zu verhindern, dass sich Staub in Mikroporen festsetzt.
Führen Sie regelmäßig eine Präzisionskalibrierung durch
Überprüfen Sie die Ebenheit alle sechs Monate mit einer elektronischen Wasserwaage. Wenn der Fehler den Toleranzbereich überschreitet (z. B. beträgt der zulässige Fehler für eine Platte der Güteklasse 00 ≤2×(1+d/1000)μm), senden Sie das Gerät zur Feineinstellung an das Werk zurück.
Tragen Sie vor der Langzeitlagerung Schutzwachs auf, um die Umweltkorrosion zu verringern.
Reparatur- und Wiederaufbereitungstechniken
Oberflächenverschleiß <0,1 mm kann lokal mit Diamantschleifpaste repariert werden, um eine Hochglanzoberfläche von Ra ≤0,1 μm wiederherzustellen.
Bei starkem Verschleiß (> 0,3 mm) muss die Platte zum Nachschleifen ins Werk zurückgeschickt werden, allerdings verringert sich dadurch die Gesamtdicke der Platte (einzelner Schleifabstand ≤ 0,5 mm).
Die Verschleißfestigkeit von Granitplatten beruht auf der Synergie zwischen ihren natürlichen Mineraleigenschaften und der Präzisionsbearbeitung. Durch die Optimierung der Einsatzumgebung, die Standardisierung des Wartungsprozesses und den Einsatz von Reparaturtechnologie können sie ihre Vorteile hinsichtlich hoher Genauigkeit und langer Lebensdauer im Bereich der Präzisionsmessung weiterhin unter Beweis stellen und sich zu einem Benchmark-Werkzeug in der industriellen Fertigung entwickeln.
Veröffentlichungszeit: 10. September 2025