黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板用于電梯產(chǎn)品的可行性研究

楊 潔

（廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，廣州 511447）

0 引言

近些年來(lái)，不銹鋼板材價(jià)格大漲，導(dǎo)致電梯生產(chǎn)廠商的成本居高不下。為了降低整梯生產(chǎn)成本，各電梯廠商和零部件供應(yīng)商都在積極研制和開(kāi)發(fā)性價(jià)比較高的板材。隨著黏結(jié)技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)高分子材料黏結(jié)劑將鍍鋅板和304不銹鋼板進(jìn)行黏結(jié)而形成的黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板作為一種新的復(fù)合板材已經(jīng)被一些板材制造商掌握，如圖1所示，304不銹鋼板作為覆板，其厚度可以做到0.2 mm左右，因此這種復(fù)合板，與同厚度的304不銹鋼板比有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，整個(gè)板材的價(jià)格隨不銹鋼板材的漲幅也較小。

圖1 黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板示意圖

目前為止，關(guān)于復(fù)合板的研究都集中在鑄造復(fù)合、電磁連鑄復(fù)合、爆炸復(fù)合、熱軋復(fù)合等工藝制作的不銹鋼復(fù)合板上，并且形成了相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1-5]。關(guān)于黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板的研究則鮮有公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)，尤其是關(guān)于該板材在電梯行業(yè)的應(yīng)用研究。另外，此種不銹鋼板材在電梯行業(yè)的使用量還較少，其在力學(xué)性能、環(huán)境適應(yīng)性以及加工工藝等方面是否滿足電梯行業(yè)的要求還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

因此，本文將通過(guò)對(duì)黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)性能、環(huán)境適應(yīng)性、加工工藝、門板和壁板的機(jī)械強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試來(lái)探究使用黏結(jié)方法制備的不銹鋼復(fù)合板是否滿足電梯行業(yè)的應(yīng)用要求。

1 測(cè)試內(nèi)容

1.1 力學(xué)性能試驗(yàn)

主要測(cè)試板材的材料力學(xué)性能和成品的力學(xué)強(qiáng)度，材料力學(xué)試驗(yàn)主要測(cè)試板材在經(jīng)過(guò)環(huán)境試驗(yàn)處理后的力學(xué)性能，分為拉伸和剝離試驗(yàn)；電梯門板和壁板的力學(xué)強(qiáng)度試驗(yàn)則根據(jù)GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單7.2.3.1和7.2.3.7中分別規(guī)定的靜力加載試驗(yàn)及擺錘沖擊試驗(yàn)進(jìn)行[6]。

1.2 環(huán)境試驗(yàn)

各環(huán)境試驗(yàn)條件設(shè)置如表1所示，測(cè)試板材黏結(jié)層抵抗溫度變化及鹽霧腐蝕的能力，以抗拉強(qiáng)度和兩層板材之間的剝離力來(lái)評(píng)判。

表1 試驗(yàn)條件設(shè)置

1.3 加工工藝

由黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板加工成電梯門板和壁板，需要進(jìn)行剪裁、沖裁、激光切割、折彎等工序，因此本次測(cè)試主要對(duì)不銹鋼復(fù)合板在這些加工工藝方面進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試主要對(duì)1.2 mm和1.5 mm厚度的不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行。由于本測(cè)試涉及關(guān)鍵的加工工藝參數(shù)，因此只對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明，不涉及具體的測(cè)試過(guò)程和工藝參數(shù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

2.1 拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)

根據(jù)GB/T 6396-2008《復(fù)合鋼板力學(xué)及工藝性能試驗(yàn)方法》[5]和GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗(yàn)第1部分：室溫試驗(yàn)方法》[7]規(guī)定進(jìn)行對(duì)照組和環(huán)境試驗(yàn)組所有樣本的試驗(yàn)，得到樣本的拉伸強(qiáng)度，如表2所示。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出兩種厚度的板材，對(duì)照組和各試驗(yàn)組之間的拉伸強(qiáng)度無(wú)明顯差異。

表2 復(fù)合板材抗拉強(qiáng)度MPa

2.2 剝離強(qiáng)度試驗(yàn)

本次剝離強(qiáng)度試驗(yàn)參照GB/T 2790-1995《膠粘劑-撓性材料與剛性材料粘合的膠接試樣的剝離試驗(yàn)第2部分：180°剝離》[8]，各組樣本的剝離強(qiáng)度如表3所示。表中可以看出，除了鹽霧試驗(yàn)組外，其余的試驗(yàn)組剝離強(qiáng)度有所降低，但鹽霧試驗(yàn)組的剝離強(qiáng)度明顯比對(duì)照組的剝離強(qiáng)度低，降低了將近40%，剝離后發(fā)現(xiàn)黏結(jié)層出現(xiàn)侵蝕現(xiàn)象，如圖2所示。可見(jiàn)鹽霧對(duì)黏結(jié)層具有腐蝕作用，降低了黏結(jié)力。

表3 復(fù)合板材剝離強(qiáng)度kN/m

2.3 成品機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)

圖2 黏結(jié)層腐蝕

機(jī)械強(qiáng)度試驗(yàn)主要考慮由黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板制作成的轎門、層門和轎廂壁板的機(jī)械強(qiáng)度。根據(jù)GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單7.2.3.1和7.2.3.7中要求[6]，分別對(duì)層門，轎門和轎廂壁板進(jìn)行300 N靜力、1 000 N加載試驗(yàn)及擺錘沖擊測(cè)試，靜力加載試驗(yàn)結(jié)果如表4所示，擺錘沖擊測(cè)試結(jié)果如表5所示。

表4 靜力加載試驗(yàn)結(jié)果

表5 擺錘沖擊試驗(yàn)結(jié)果

由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，由黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板制作成的層門、轎門和轎壁可以承受相應(yīng)的靜壓力，符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單7.2.3.1中的要求[6]。但由于黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板強(qiáng)度主要由基板的強(qiáng)度決定，基板的厚度一般為整個(gè)板厚的70%～80%，所以相對(duì)同厚度碳鋼板或不銹鋼板制作成的層門、轎門和轎壁，其彈性變形相對(duì)較大。

由上述結(jié)果可以看出，層門可進(jìn)行2次合格的擺錘沖擊試驗(yàn)，轎門可進(jìn)行1次合格的擺錘沖擊試驗(yàn)，符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單試驗(yàn)7.2.3.7中的要求[6]。由于本次轎門和層門擺錘沖擊試驗(yàn)都是先對(duì)左門板進(jìn)行試驗(yàn)，然后再對(duì)右門板進(jìn)行試驗(yàn)，右門板的強(qiáng)度會(huì)明顯減弱，右門板擺錘沖擊試驗(yàn)只是作為一個(gè)參考，不作為試驗(yàn)是否合格的依據(jù)。

2.4 加工工藝測(cè)試

不銹鋼復(fù)合板復(fù)合層對(duì)激光切割和折彎這兩個(gè)工藝影響較大：第一，對(duì)激光切割機(jī)設(shè)置相同的參數(shù)，可以對(duì)同厚度的碳鋼板或不銹鋼板進(jìn)行切割，切割面整齊無(wú)披鋒，而對(duì)銹鋼復(fù)合板則難以穿透，有黑色披鋒；第二，不銹鋼復(fù)合鋼板折彎時(shí)反彈較大，折彎?rùn)C(jī)使用碳鋼板或不銹鋼板的刀模無(wú)法折成90°彎角，但在柔性線上通過(guò)調(diào)節(jié)折彎工藝參數(shù)可一次性折彎到位。因此對(duì)于激光切割需要增大激光功率，折彎?rùn)C(jī)則需要更換更小角度的刀模方可達(dá)到要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)上述分析可以發(fā)現(xiàn)，不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)性能、機(jī)械強(qiáng)度較不銹鋼板偏弱，但由其制作成的門板和壁板仍滿足GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單7.2.3.1及7.2.3.7中的要求[6]。加工性能雖然與不銹鋼板也有一定差異，但通過(guò)設(shè)備的參數(shù)調(diào)整也可以滿足生產(chǎn)要求。因此，作為一種具有成本優(yōu)勢(shì)的板材，使用黏結(jié)不銹鋼復(fù)合板替代不銹鋼板制作門板和壁板具有可行性。不過(guò)，由于復(fù)合層是高分子黏結(jié)劑，雖然本次試驗(yàn)并未發(fā)現(xiàn)溫度、濕度等因素對(duì)其黏結(jié)力穩(wěn)定性產(chǎn)生明顯影響，但現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件比試驗(yàn)條件復(fù)雜，并且隨著時(shí)間的增加，其復(fù)合層是否會(huì)發(fā)生變化，還有待驗(yàn)證，同時(shí)鹽霧試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)黏結(jié)層易被鹽霧腐蝕，建議對(duì)切邊采取一定的保護(hù)措施防止腐蝕性成分進(jìn)入黏結(jié)層。