黏結不銹鋼復合板用于電梯產品的可行性研究

楊 潔

（廣州廣日電梯工業有限公司，廣州 511447）

0 引言

近些年來，不銹鋼板材價格大漲，導致電梯生產廠商的成本居高不下。為了降低整梯生產成本，各電梯廠商和零部件供應商都在積極研制和開發性價比較高的板材。隨著黏結技術的發展，通過高分子材料黏結劑將鍍鋅板和304不銹鋼板進行黏結而形成的黏結不銹鋼復合板作為一種新的復合板材已經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，因此這種復合板，與同厚度的304不銹鋼板比有一定的價格優勢，整個板材的價格隨不銹鋼板材的漲幅也較小。

圖1 黏結不銹鋼復合板示意圖

目前為止，關于復合板的研究都集中在鑄造復合、電磁連鑄復合、爆炸復合、熱軋復合等工藝制作的不銹鋼復合板上，并且形成了相應的國家標準[1-5]。關于黏結不銹鋼復合板的研究則鮮有公開發表的文獻，尤其是關于該板材在電梯行業的應用研究。另外，此種不銹鋼板材在電梯行業的使用量還較少，其在力學性能、環境適應性以及加工工藝等方面是否滿足電梯行業的要求還有待進一步驗證。

因此，本文將通過對黏結不銹鋼復合板的力學性能、環境適應性、加工工藝、門板和壁板的機械強度進行了測試來探究使用黏結方法制備的不銹鋼復合板是否滿足電梯行業的應用要求。

1 測試內容

1.1 力學性能試驗

主要測試板材的材料力學性能和成品的力學強度，材料力學試驗主要測試板材在經過環境試驗處理后的力學性能，分為拉伸和剝離試驗；電梯門板和壁板的力學強度試驗則根據GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單7.2.3.1和7.2.3.7中分別規定的靜力加載試驗及擺錘沖擊試驗進行[6]。

1.2 環境試驗

各環境試驗條件設置如表1所示，測試板材黏結層抵抗溫度變化及鹽霧腐蝕的能力，以抗拉強度和兩層板材之間的剝離力來評判。

表1 試驗條件設置

1.3 加工工藝

由黏結不銹鋼復合板加工成電梯門板和壁板，需要進行剪裁、沖裁、激光切割、折彎等工序，因此本次測試主要對不銹鋼復合板在這些加工工藝方面進行測試，測試主要對1.2 mm和1.5 mm厚度的不銹鋼復合板進行。由于本測試涉及關鍵的加工工藝參數，因此只對試驗結果進行說明，不涉及具體的測試過程和工藝參數。

2 試驗結果

2.1 拉伸強度試驗

根據GB/T 6396-2008《復合鋼板力學及工藝性能試驗方法》[5]和GB/T 228.1-2010《金屬材料拉伸試驗第1部分：室溫試驗方法》[7]規定進行對照組和環境試驗組所有樣本的試驗，得到樣本的拉伸強度，如表2所示。由試驗數據可以看出兩種厚度的板材，對照組和各試驗組之間的拉伸強度無明顯差異。

表2 復合板材抗拉強度MPa

2.2 剝離強度試驗

本次剝離強度試驗參照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第2部分：180°剝離》[8]，各組樣本的剝離強度如表3所示。表中可以看出，除了鹽霧試驗組外，其余的試驗組剝離強度有所降低，但鹽霧試驗組的剝離強度明顯比對照組的剝離強度低，降低了將近40%，剝離后發現黏結層出現侵蝕現象，如圖2所示。可見鹽霧對黏結層具有腐蝕作用，降低了黏結力。

表3 復合板材剝離強度kN/m

2.3 成品機械強度試驗

圖2 黏結層腐蝕

機械強度試驗主要考慮由黏結不銹鋼復合板制作成的轎門、層門和轎廂壁板的機械強度。根據GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單7.2.3.1和7.2.3.7中要求[6]，分別對層門，轎門和轎廂壁板進行300 N靜力、1 000 N加載試驗及擺錘沖擊測試，靜力加載試驗結果如表4所示，擺錘沖擊測試結果如表5所示。

表4 靜力加載試驗結果

表5 擺錘沖擊試驗結果

由試驗結果可以看出，由黏結不銹鋼復合板制作成的層門、轎門和轎壁可以承受相應的靜壓力，符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單7.2.3.1中的要求[6]。但由于黏結不銹鋼復合板強度主要由基板的強度決定，基板的厚度一般為整個板厚的70%～80%，所以相對同厚度碳鋼板或不銹鋼板制作成的層門、轎門和轎壁，其彈性變形相對較大。

由上述結果可以看出，層門可進行2次合格的擺錘沖擊試驗，轎門可進行1次合格的擺錘沖擊試驗，符合GB 7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》國家標準第1號修改單試驗7.2.3.7中的要求[6]。由于本次轎門和層門擺錘沖擊試驗都是先對左門板進行試驗，然后再對右門板進行試驗，右門板的強度會明顯減弱，右門板擺錘沖擊試驗只是作為一個參考，不作為試驗是否合格的依據。

2.4 加工工藝測試

不銹鋼復合板復合層對激光切割和折彎這兩個工藝影響較大：第一，對激光切割機設置相同的參數，可以對同厚度的碳鋼板或不銹鋼板進行切割，切割面整齊無披鋒，而對銹鋼復合板則難以穿透，有黑色披鋒；第二，不銹鋼復合鋼板折彎時反彈較大，折彎機使用碳鋼板或不銹鋼板的刀模無法折成90°彎角，但在柔性線上通過調節折彎工藝參數可一次性折彎到位。因此對于激光切割需要增大激光功率，折彎機則需要更換更小角度的刀模方可達到要求。

3 結束語

通過上述分析可以發現，不銹鋼復合板的力學性能、機械強度較不銹鋼板偏弱，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范》國家標準第1號修改單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，但通過設備的參數調整也可以滿足生產要求。因此，作為一種具有成本優勢的板材，使用黏結不銹鋼復合板替代不銹鋼板制作門板和壁板具有可行性。不過，由于復合層是高分子黏結劑，雖然本次試驗并未發現溫度、濕度等因素對其黏結力穩定性產生明顯影響，但現場的環境條件比試驗條件復雜，并且隨著時間的增加，其復合層是否會發生變化，還有待驗證，同時鹽霧試驗發現黏結層易被鹽霧腐蝕，建議對切邊采取一定的保護措施防止腐蝕性成分進入黏結層。