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浅谈不锈钢复合板在电梯行业的应用


随着金属材料价格不断上涨,导致电梯厂商的成本压力骤增。为了降低生产成本,各厂商及零部件供应商都在积极寻找性价比较高的板材,而不锈钢复合板是其中可供选择的一种。

不锈钢复合板属于双金属复合板的一种,是以一层较厚的廉价金属卷材(如镀锌板)作为基材,再以一层较薄的不锈钢卷材(如304)作为面材,通过一定的连接方式复合成一体的特殊板材,实物如图1 所示。目前主要应用在容器储罐、建筑装饰、家电装饰等行业领域,而在电梯行业中的应用并不多。本文将以304 不锈钢与镀锌复合板作为基础,简要地介绍不锈钢复合板的相关特性及在电梯行业的应用。

 

不锈钢复合板实物正反面

不锈钢复合板的生产工艺

双金属复合板的常见复合方式有铸造复合、爆炸复合、热轧复合等。随着粘接技术的发展,通过高分子材料粘接膜将镀锌板和不锈钢板粘接形成的不锈钢复合板,已被一些板材制造商掌握,其结构示意图如图2 所示,各层厚度见表1。

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 不锈钢复合板的组成示意图

1 不锈钢复合板各层厚度

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通过粘接技术所生产的不锈钢复合板,其生产流程为,首先分别展平镀锌板卷及不锈钢卷,进行除锈、脱脂等清洗作业,将表面的铁锈、油污等清除干净,然后将清洗后的板材进行烘干,去除表面残留的清洗液,这部分可以称为预处理阶段。随后分别在清洗完的板材上,涂一层液体胶(一般为聚酯粘接剂)。镀锌板涂胶后,需先加热烘干,进行预固化;而不锈钢板涂胶后,将与一层高分子膜进行复合,并将镀锌板和带有高分子膜的不锈钢板进行滚压复合。之后对复合后的板材进行烘烤,使镀锌板和不锈钢板通过粘接层完整复合成一体,这一过程称为粘接复合阶段。最后,将烘烤后的复合板通过常温冷却,并贴上板材保护膜,重新回卷为卷材,后续按需要进行剪裁,图3 为复合板的生产流程示意图。

3 复合板生产流程示意图

不锈钢复合板的板材特性

目前,由于不锈钢复合板在电梯行业的应用仍较少,因此需要对复合板的相关特性进行验证,以确认是否能满足电梯行业的使用要求。下面笔者将从板材力学性能及加工性能两方面,对复合板的板材特性进行简单介绍。

板材力学性能

对不锈钢复合板进行封边的96 小时的中性盐雾试验,表面无明显腐蚀现象,如图4 所示。

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4 96 小时中性盐雾对比图

通过拉伸试验,不锈钢复合板的抗拉强度在400MPa左右,与碳钢板的抗拉强度接近,环境温度和湿度变化对抗拉强度影响较小。而两层板材的剥离强度在14kN/m左右,盐雾试验对剥离强度影响较大,经96 小时盐雾试验后的剥离强度降低至8.4kN/m 左右。不锈钢面的里氏硬度在350 ~400HLD 左右,硬度偏软,环境温度、湿度和盐雾对其影响不大。

板材加工性能

在电梯行业中,零部件主要以钣金加工为主,因此复合板的板材加工性能将主要围绕剪裁、冲裁、激光切割、折弯成形等工序进行测试。

剪裁及冲裁。剪裁及冲裁这两个工序的目的,都是使板料分离,因此一同进行分析。经过对样件进行试制,剪裁及冲裁这两个工序的加工效果与普通镀锌板及不锈钢板并无明显差异,均能顺利地进行下料,试制样品如图5 所示。


 

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5 剪冲工艺的试制样品

激光切割。激光机使用普通304 不锈钢的参数设定对复合板进行试制,发现使用一次切割无法完全穿透板材,而使用二次切割虽能穿透板材,但切口边缘出现较多的毛刺以及边缘发黑等外观不良问题,笔者认为原因可能有两点:对于不同金属板材,激光机所使用的参数有所区别,而不锈钢复合板由两种不同金属所组成,因此无论使用怎样的基材或面材的参数,均无法达到较良好的切割效果;复合板中间的高分子材料粘接层,会对激光的光束产生一定的散射,影响光束精度,导致切口边缘产生毛刺及发黑等问题,试制样品如图6 所示。

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6 激光工艺的试制样品

折弯成形。由于不锈钢及镀锌板的屈服强度有所差异,不锈钢的回弹倾向比镀锌板要强,两者之间存在相互影响的情况,因此按照普通的折弯方式,复合板的成形角度普遍存在一定的偏差。笔者与车间不断调整折弯工艺,发现通过合理增加折弯机的折弯压力,使用小角度折弯模具这两种方式,可以改善复合板成形角度不佳的问题,前后的对比效果如图7 所示。

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7 调整前后折弯效果对比

不锈钢复合板在电梯行业的应用

对电梯行业而言,粘接型不锈钢复合板是一种具有良好应用前景的金属板材。其相对普通304、430、439 等不锈钢板材而言,价格具备一定的优势;同时因为其面材为304,拥有良好的耐腐蚀能力,也能满足部分客户“既需要不锈钢的外观效果,也需要低成本”的需求,因此值得各厂商及供应商尝试引入使用。

但基于复合板板材的特性与普通金属板材存在一定的差异,电梯厂商需要结合自身生产实际情况才能有效地规避其缺点,例如,激光切割使用剪冲工艺代替;优化产品结构,取消封头减少折弯边等方式,可以有效避免复合板在加工过程中存在的缺点。通过不断试制,综合成本及加工难易度考虑,笔者认为门板、壁板、门横梁等部件可以尝试使用复合板进行替代。

除了加工工艺问题以外,笔者认为在复合板应用过程中还有3 点需要注意:由于粘接型复合板并非常规板材,其价格无法进行参考,因此需要使用者与板材供应商密切沟通,及时了解板材价格的变动;目前能生产粘接型复合板的板材供应商并不多,使用者需要提前评估可能存在的供货风险;由于复合板在电梯行业应用时间尚短,需要不断检测现场的实际使用情况。


 

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