淺談不銹鋼復(fù)合板在電梯行業(yè)的應(yīng)用

文／謝國(guó)良·廣州廣日電梯工業(yè)有限公司

隨著金屬材料價(jià)格不斷上漲，導(dǎo)致電梯廠商的成本壓力驟增。為了降低生產(chǎn)成本，各廠商及零部件供應(yīng)商都在積極尋找性價(jià)比較高的板材，而不銹鋼復(fù)合板是其中可供選擇的一種。

不銹鋼復(fù)合板屬于雙金屬?gòu)?fù)合板的一種，是以一層較厚的廉價(jià)金屬卷材（如鍍鋅板）作為基材，再以一層較薄的不銹鋼卷材（如304）作為面材，通過(guò)一定的連接方式復(fù)合成一體的特殊板材，實(shí)物如圖1 所示。目前主要應(yīng)用在容器儲(chǔ)罐、建筑裝飾、家電裝飾等行業(yè)領(lǐng)域，而在電梯行業(yè)中的應(yīng)用并不多。本文將以304 不銹鋼與鍍鋅復(fù)合板作為基礎(chǔ)，簡(jiǎn)要地介紹不銹鋼復(fù)合板的相關(guān)特性及在電梯行業(yè)的應(yīng)用。

圖1 不銹鋼復(fù)合板實(shí)物正反面

不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)工藝

雙金屬?gòu)?fù)合板的常見(jiàn)復(fù)合方式有鑄造復(fù)合、爆炸復(fù)合、熱軋復(fù)合等。隨著粘接技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)高分子材料粘接膜將鍍鋅板和不銹鋼板粘接形成的不銹鋼復(fù)合板，已被一些板材制造商掌握，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2 所示，各層厚度見(jiàn)表1。

圖2 不銹鋼復(fù)合板的組成示意圖

表1 不銹鋼復(fù)合板各層厚度

通過(guò)粘接技術(shù)所生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合板，其生產(chǎn)流程為，首先分別展平鍍鋅板卷及不銹鋼卷，進(jìn)行除銹、脫脂等清洗作業(yè)，將表面的鐵銹、油污等清除干凈，然后將清洗后的板材進(jìn)行烘干，去除表面殘留的清洗液，這部分可以稱為預(yù)處理階段。隨后分別在清洗完的板材上，涂一層液體膠（一般為聚酯粘接劑）。鍍鋅板涂膠后，需先加熱烘干，進(jìn)行預(yù)固化；而不銹鋼板涂膠后，將與一層高分子膜進(jìn)行復(fù)合，并將鍍鋅板和帶有高分子膜的不銹鋼板進(jìn)行滾壓復(fù)合。之后對(duì)復(fù)合后的板材進(jìn)行烘烤，使鍍鋅板和不銹鋼板通過(guò)粘接層完整復(fù)合成一體，這一過(guò)程稱為粘接復(fù)合階段。最后，將烘烤后的復(fù)合板通過(guò)常溫冷卻，并貼上板材保護(hù)膜，重新回卷為卷材，后續(xù)按需要進(jìn)行剪裁，圖3 為復(fù)合板的生產(chǎn)流程示意圖。

圖3 復(fù)合板生產(chǎn)流程示意圖

不銹鋼復(fù)合板的板材特性

目前，由于不銹鋼復(fù)合板在電梯行業(yè)的應(yīng)用仍較少，因此需要對(duì)復(fù)合板的相關(guān)特性進(jìn)行驗(yàn)證，以確認(rèn)是否能滿足電梯行業(yè)的使用要求。下面筆者將從板材力學(xué)性能及加工性能兩方面，對(duì)復(fù)合板的板材特性進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

板材力學(xué)性能

對(duì)不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行封邊的96 小時(shí)的中性鹽霧試驗(yàn)，表面無(wú)明顯腐蝕現(xiàn)象，如圖4 所示。

圖4 96 小時(shí)中性鹽霧對(duì)比圖

通過(guò)拉伸試驗(yàn)，不銹鋼復(fù)合板的抗拉強(qiáng)度在400MPa左右，與碳鋼板的抗拉強(qiáng)度接近，環(huán)境溫度和濕度變化對(duì)抗拉強(qiáng)度影響較小。而兩層板材的剝離強(qiáng)度在14kN/m左右，鹽霧試驗(yàn)對(duì)剝離強(qiáng)度影響較大，經(jīng)96 小時(shí)鹽霧試驗(yàn)后的剝離強(qiáng)度降低至8.4kN/m 左右。不銹鋼面的里氏硬度在350 ～400HLD 左右，硬度偏軟，環(huán)境溫度、濕度和鹽霧對(duì)其影響不大。

板材加工性能

在電梯行業(yè)中，零部件主要以鈑金加工為主，因此復(fù)合板的板材加工性能將主要圍繞剪裁、沖裁、激光切割、折彎成形等工序進(jìn)行測(cè)試。

⑴剪裁及沖裁。剪裁及沖裁這兩個(gè)工序的目的，都是使板料分離，因此一同進(jìn)行分析。經(jīng)過(guò)對(duì)樣件進(jìn)行試制，剪裁及沖裁這兩個(gè)工序的加工效果與普通鍍鋅板及不銹鋼板并無(wú)明顯差異，均能順利地進(jìn)行下料，試制樣品如圖5 所示。

圖5 剪沖工藝的試制樣品

⑵激光切割。激光機(jī)使用普通304 不銹鋼的參數(shù)設(shè)定對(duì)復(fù)合板進(jìn)行試制，發(fā)現(xiàn)使用一次切割無(wú)法完全穿透板材，而使用二次切割雖能穿透板材，但切口邊緣出現(xiàn)較多的毛刺以及邊緣發(fā)黑等外觀不良問(wèn)題，筆者認(rèn)為原因可能有兩點(diǎn)：①對(duì)于不同金屬板材，激光機(jī)所使用的參數(shù)有所區(qū)別，而不銹鋼復(fù)合板由兩種不同金屬所組成，因此無(wú)論使用怎樣的基材或面材的參數(shù)，均無(wú)法達(dá)到較良好的切割效果；②復(fù)合板中間的高分子材料粘接層，會(huì)對(duì)激光的光束產(chǎn)生一定的散射，影響光束精度，導(dǎo)致切口邊緣產(chǎn)生毛刺及發(fā)黑等問(wèn)題，試制樣品如圖6 所示。

籍貫： 金華（永康 浦江 磐安） 溫州（樂(lè)清 平陽(yáng)）歷史： 緣起五代記載： 《武林梵志》題材： 花卉瓜果 鳥(niǎo)獸魚(yú)蟲(chóng) 戲曲佛像特點(diǎn)： 題材豐富 層次分明 挺秀細(xì)致

圖6 激光工藝的試制樣品

⑶折彎成形。由于不銹鋼及鍍鋅板的屈服強(qiáng)度有所差異，不銹鋼的回彈傾向比鍍鋅板要強(qiáng)，兩者之間存在相互影響的情況，因此按照普通的折彎方式，復(fù)合板的成形角度普遍存在一定的偏差。筆者與車間不斷調(diào)整折彎工藝，發(fā)現(xiàn)通過(guò)合理增加折彎?rùn)C(jī)的折彎壓力，使用小角度折彎模具這兩種方式，可以改善復(fù)合板成形角度不佳的問(wèn)題，前后的對(duì)比效果如圖7 所示。

圖7 調(diào)整前后折彎效果對(duì)比

不銹鋼復(fù)合板在電梯行業(yè)的應(yīng)用

對(duì)電梯行業(yè)而言，粘接型不銹鋼復(fù)合板是一種具有良好應(yīng)用前景的金屬板材。其相對(duì)普通304、430、439 等不銹鋼板材而言，價(jià)格具備一定的優(yōu)勢(shì)；同時(shí)因?yàn)槠涿娌臑?04，擁有良好的耐腐蝕能力，也能滿足部分客戶“既需要不銹鋼的外觀效果，也需要低成本”的需求，因此值得各廠商及供應(yīng)商嘗試引入使用。

但基于復(fù)合板板材的特性與普通金屬板材存在一定的差異，電梯廠商需要結(jié)合自身生產(chǎn)實(shí)際情況才能有效地規(guī)避其缺點(diǎn)，例如，激光切割使用剪沖工藝代替；優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，取消封頭減少折彎邊等方式，可以有效避免復(fù)合板在加工過(guò)程中存在的缺點(diǎn)。通過(guò)不斷試制，綜合成本及加工難易度考慮，筆者認(rèn)為門(mén)板、壁板、門(mén)橫梁等部件可以嘗試使用復(fù)合板進(jìn)行替代。

除了加工工藝問(wèn)題以外，筆者認(rèn)為在復(fù)合板應(yīng)用過(guò)程中還有3 點(diǎn)需要注意：⑴由于粘接型復(fù)合板并非常規(guī)板材，其價(jià)格無(wú)法進(jìn)行參考，因此需要使用者與板材供應(yīng)商密切溝通，及時(shí)了解板材價(jià)格的變動(dòng)；⑵目前能生產(chǎn)粘接型復(fù)合板的板材供應(yīng)商并不多，使用者需要提前評(píng)估可能存在的供貨風(fēng)險(xiǎn)；⑶由于復(fù)合板在電梯行業(yè)應(yīng)用時(shí)間尚短，需要不斷檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用情況。

結(jié)束語(yǔ)

隨著不銹鋼復(fù)合板生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用面越來(lái)越廣，相關(guān)加工工藝的研究也日趨增多。作為一種能兼顧使用性能和材料成本的金屬板材，對(duì)于成本壓力不斷增大的電梯行業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的選擇，筆者希望通過(guò)這篇文章給相關(guān)讀者們帶來(lái)一些新的啟發(fā)。