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花岗石的最新应用技术和价值

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扩大花岗石的应用范围 提高花岗石的实用价值》
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石材>>2007 06
 
作者:崔德田, 崔丽洁
 
       
使用工具和材料,以帮助人类达到某种目的,自始至终伴随着人类的发展。石材是在自然界最早被利用的自然资源,从远古时代简单的采用身边现有物体作为辅助工具,到有意识的简单打磨,以便使用方便,再至后来利用石材做工具,盖房子、修路、建桥等,甚至将石材做成雕像,美化城市环境。
       
随着科学技术的进步,今天的人们已把石材的应用扩大到更多领域,用它进行建设、装饰、装修、冶金、化工、机械制造、高精度量具、检验测试设备、超精加工设备等诸多行业。人们对世界更深度的认知,将会扩大人类的视野和掌控能力,相信更多石材会得到更合理的开发利用,同时现有石材也会更广度的被利用。 
     
今天我们在这里探讨石材中的花岗石应用,笔者在多年的从业经验中,始终关注这一材料的发展和再开发,希望这一古老却满含生命力的材料能有更广阔的应用。我们将会从花岗石不同功用的几个产品中一窥其不凡的使用价值。
 
 花岗石材料具有很好的耐腐蚀性能、不易生锈;有很高的抗压、抗折强度;有很好的耐磨性;极好的几何形状稳定性;受温度影响比钢材小了许多;有较好的精加工性、超精加工工艺性;耐冲击性能不如钢铁。
     
现代机械工业的机电产品研究中,广大科技工作者、能工巧匠,巧用花岗石的优良特性,设计、制造了许许多多的优良产品,这些优良产品由于选用了花岗石材料,作为结构元部件,提高了设备的品质,延长了设备使用寿命,减少了维修成本。解决了一些产品的技术难关。补充了机电产品所需材料种类,创造了新的经济效益。


  1. 量具与检测设备
     
用花岗石材料可制造出多种优质量具。如:直角尺、方形角尺、平尺、平行规、平板等。还生产出了优质方箱、V型块。用花岗石材料作为主结构件,生产出成熟的仪器和测试设备也很多。如:比长仪、步距规、偏摆仪、高度仪、厚度比较仪(等厚仪)、印刷线路板综合检测仪、三坐标测量机标定器、各种型号的三坐标测量机等。
 
 在机械制造行业中,平板是为了建立平面基准,有多种多样的铸铁平板。铸铁平板托表时容易生产滞止现象,造成计量误差加大,很容易生锈,维护成本高。花岗石平板完全可以代替以计量为主要功能的铸铁平板。花岗石平板托表时,极少出现滞止现象,因而减少了托表误差,提高了检验精度,而且不易生锈、容易维护、方便修理,故减少了使用成本。花岗石平板不但能提供几百m2的小平板,更重要的是可建造几百m2的超大型精密平面基准,为航天、航空等需要超大型精密平面基准的行业提供超大型精密平面,为满足科研、生产需求,提供了必要的条件和方便。
     
近几年研制成功的三坐标测量机标定器,可为新三坐标测量机装调、验收提供了为一便。同时方便了旧三坐标测量机的维护修理工作,不但方便了上述工作,而且解决了与水平面成任何角度、空间两点距离检测困难。由于花岗石比金属材料轻,几何稳定性好,不易变形,比重比铸铁轻,受温度影响小,是三坐标测量机主体精密基础件的理想材料。目前,还没有发现有一种更适合的材料能代替花岗石作三坐标测量机标定器的主体精密构件材料。
 
 目前,在国内外市场上,三坐标测量机的主要结构件、床身、工作台、立柱、横梁等80%以上的组成部分均取材于花岗石,这样的结构及原材料的应用,经过几十年的实际使用,证明效果甚佳。

高精密三坐标测量机绝大部分采用了气浮导轨,而气浮导轨的气源,是个很复杂的工作,不但要精确的过滤颗粒物,而且必须认真精确过滤水气、酸、碱等有较强腐蚀性的气体。采用花岗石生产出的导轨,由于有很高的耐酸碱性和极好的稳定性,因此,三坐标测量机的气源工作,简化了许多,也降低了气源成本,更重要的是提高了三坐标测量机气浮导轨的寿命,节省了维护成本。


     2.  
加工设备
     
随着IC技术的迅速发展,社会上对微电子产品的需求猛增。印刷线路板加工业必然得到快速发展,以适应市场的需求。在印刷线路板加工过程中,需要大量专业数控钻床,而这些数控钻床的主体结构部件、床身、基座工作台、滑板、直线导轨安装基座、立柱、横梁等大都采用花岗石材料。这类关键零部件,约占本行业八成以上。国外已经应用花岗石生产数控钻床用的气浮导轨。德国生产的印制板专用数控钻床,在中国已卖到每台40万美元以上。
     
由中华人民共和国科学技术部批准,广东等地举办的国际线路板及装备技术展览会和中华人民共和国信息产业部支持的上海等地举办的国际印制电路和表面安装展览会等,多年多次类似的展览会告诉这个行业的人们,印制板专用数控钻床的需求,国际上十分活跃,欧洲、美国是主要生产地区在亚洲、中国正在迅猛发展。国内已有上百家企业,研制、生产印制板专用数控钻床。口本、韩国、中国的台湾地区也有许多生产厂家。
       
综合国内外信息说明,.许多国家对花岗石在这个行业中的应用,做了大量研究工作,设计制造了很多更为合理的花岗石精密结构件,而国内十分缺乏这方面的工作,生产花岗石量具和精密结构件的设备十分奇缺。当前国内生产厂家,粗加工采用石材机械行业生产的圆盘锯、单头平磨机等,半精加工选用机械加工机床中的单臂刨床、龙门刨床等,这些设备加工精度低、加工效益低、使用成本高,加大了精加工研磨费用,检测技术也很落后,造成生产周期长、成本高。花岗石量具和精密结构件的市场需求量逐年增大。同时市场又需求花岗石量具一般结构件,精密结构件,加工工艺技术与装备,这些都需要尽快提高。而国内这方面的人才非常缺乏!
     
在芯片生产中,需要极其精密的设备。世界上也只有少数几个国家能生产,国外已有利用花岗石做构件生产出了这种设备。国内采用花岗石材料,做主体结构部件,研制成功了超精磨配套设备。检测直径误差,达到了零点几微米。
 
 国内外用花岗石研制出的精加工和超精加工设备,说明了花岗石作为精加工设备的结构件是个很理想的选择。花岗石是一种弱磁性材料。即通常所说的绝缘体,现代机电设备中,有些地方需要做防磁处理,这些地方选用花岗石做载体是很理想的材料。印刷机械中凹印机、造纸机械等也有很多成功的应用范例。


 
 3.不同花岗石制品实用价值对比
 
 提高物资的实用价值,是人类进步的必然结果,花岗石作为装饰、装修用,与做成量具、精密机电产品元部件,它的价值不同,用花岗石生产出的商品,再创造财富,使其发挥更大的威力,是将产品价值扩大化的有效手段。
     
中国是花岗石资源很丰富的国家。依我们的资源优势,开发出更多、更深科技含量高的功能的产品,提高产品产出值,可获得更高的经济效益,是我们努力的方向。目前国内生产的花岗石量具及其精密机电产品中的花岗石配套部件,绝大部分都采用黑色花岗石。众所周知,黑色花岗石比某些黑白花岗石稀缺。而欧美等国采用灰色花岗石较多,也有使用其他花色的品种。因此,开发更多花色品种的花岗石,制作机电产品配套部件,不但增强了资源优势,又可降低生产成本。