黏结不锈钢复合板用于电梯产品的可行性研究

杨 洁

（广州广日电梯工业有限公司，广州 511447）

0 引言

近些年来，不锈钢板材价格大涨，导致电梯生产厂商的成本居高不下。为了降低整梯生产成本，各电梯厂商和零部件供应商都在积极研制和开发性价比较高的板材。随着黏结技术的发展，通过高分子材料黏结剂将镀锌板和304不锈钢板进行黏结而形成的黏结不锈钢复合板作为一种新的复合板材已经被一些板材制造商掌握，如图1所示，304不锈钢板作为覆板，其厚度可以做到0.2 mm左右，因此这种复合板，与同厚度的304不锈钢板比有一定的价格优势，整个板材的价格随不锈钢板材的涨幅也较小。

图1 黏结不锈钢复合板示意图

目前为止，关于复合板的研究都集中在铸造复合、电磁连铸复合、爆炸复合、热轧复合等工艺制作的不锈钢复合板上，并且形成了相应的国家标准[1-5]。关于黏结不锈钢复合板的研究则鲜有公开发表的文献，尤其是关于该板材在电梯行业的应用研究。另外，此种不锈钢板材在电梯行业的使用量还较少，其在力学性能、环境适应性以及加工工艺等方面是否满足电梯行业的要求还有待进一步验证。

因此，本文将通过对黏结不锈钢复合板的力学性能、环境适应性、加工工艺、门板和壁板的机械强度进行了测试来探究使用黏结方法制备的不锈钢复合板是否满足电梯行业的应用要求。

1 测试内容

1.1 力学性能试验

主要测试板材的材料力学性能和成品的力学强度，材料力学试验主要测试板材在经过环境试验处理后的力学性能，分为拉伸和剥离试验；电梯门板和壁板的力学强度试验则根据GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单7.2.3.1和7.2.3.7中分别规定的静力加载试验及摆锤冲击试验进行[6]。

1.2 环境试验

各环境试验条件设置如表1所示，测试板材黏结层抵抗温度变化及盐雾腐蚀的能力，以抗拉强度和两层板材之间的剥离力来评判。

表1 试验条件设置

1.3 加工工艺

由黏结不锈钢复合板加工成电梯门板和壁板，需要进行剪裁、冲裁、激光切割、折弯等工序，因此本次测试主要对不锈钢复合板在这些加工工艺方面进行测试，测试主要对1.2 mm和1.5 mm厚度的不锈钢复合板进行。由于本测试涉及关键的加工工艺参数，因此只对试验结果进行说明，不涉及具体的测试过程和工艺参数。

2 试验结果

2.1 拉伸强度试验

根据GB/T 6396-2008《复合钢板力学及工艺性能试验方法》[5]和GB/T 228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》[7]规定进行对照组和环境试验组所有样本的试验，得到样本的拉伸强度，如表2所示。由试验数据可以看出两种厚度的板材，对照组和各试验组之间的拉伸强度无明显差异。

表2 复合板材抗拉强度MPa

2.2 剥离强度试验

本次剥离强度试验参照GB/T 2790-1995《胶粘剂-挠性材料与刚性材料粘合的胶接试样的剥离试验第2部分：180°剥离》[8]，各组样本的剥离强度如表3所示。表中可以看出，除了盐雾试验组外，其余的试验组剥离强度有所降低，但盐雾试验组的剥离强度明显比对照组的剥离强度低，降低了将近40%，剥离后发现黏结层出现侵蚀现象，如图2所示。可见盐雾对黏结层具有腐蚀作用，降低了黏结力。

表3 复合板材剥离强度kN/m

2.3 成品机械强度试验

图2 黏结层腐蚀

机械强度试验主要考虑由黏结不锈钢复合板制作成的轿门、层门和轿厢壁板的机械强度。根据GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单7.2.3.1和7.2.3.7中要求[6]，分别对层门，轿门和轿厢壁板进行300 N静力、1 000 N加载试验及摆锤冲击测试，静力加载试验结果如表4所示，摆锤冲击测试结果如表5所示。

表4 静力加载试验结果

表5 摆锤冲击试验结果

由试验结果可以看出，由黏结不锈钢复合板制作成的层门、轿门和轿壁可以承受相应的静压力，符合GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单7.2.3.1中的要求[6]。但由于黏结不锈钢复合板强度主要由基板的强度决定，基板的厚度一般为整个板厚的70%～80%，所以相对同厚度碳钢板或不锈钢板制作成的层门、轿门和轿壁，其弹性变形相对较大。

由上述结果可以看出，层门可进行2次合格的摆锤冲击试验，轿门可进行1次合格的摆锤冲击试验，符合GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单试验7.2.3.7中的要求[6]。由于本次轿门和层门摆锤冲击试验都是先对左门板进行试验，然后再对右门板进行试验，右门板的强度会明显减弱，右门板摆锤冲击试验只是作为一个参考，不作为试验是否合格的依据。

2.4 加工工艺测试

不锈钢复合板复合层对激光切割和折弯这两个工艺影响较大：第一，对激光切割机设置相同的参数，可以对同厚度的碳钢板或不锈钢板进行切割，切割面整齐无披锋，而对锈钢复合板则难以穿透，有黑色披锋；第二，不锈钢复合钢板折弯时反弹较大，折弯机使用碳钢板或不锈钢板的刀模无法折成90°弯角，但在柔性线上通过调节折弯工艺参数可一次性折弯到位。因此对于激光切割需要增大激光功率，折弯机则需要更换更小角度的刀模方可达到要求。

3 结束语

通过上述分析可以发现，不锈钢复合板的力学性能、机械强度较不锈钢板偏弱，但由其制作成的门板和壁板仍满足GB 7588-2003《电梯制造与安装安全规范》国家标准第1号修改单7.2.3.1及7.2.3.7中的要求[6]。加工性能虽然与不锈钢板也有一定差异，但通过设备的参数调整也可以满足生产要求。因此，作为一种具有成本优势的板材，使用黏结不锈钢复合板替代不锈钢板制作门板和壁板具有可行性。不过，由于复合层是高分子黏结剂，虽然本次试验并未发现温度、湿度等因素对其黏结力稳定性产生明显影响，但现场的环境条件比试验条件复杂，并且随着时间的增加，其复合层是否会发生变化，还有待验证，同时盐雾试验发现黏结层易被盐雾腐蚀，建议对切边采取一定的保护措施防止腐蚀性成分进入黏结层。