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            淺談不銹鋼復合板在電梯行業的應用


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

            不銹鋼復合板屬于雙金屬復合板的一種,是以一層較厚的廉價金屬卷材(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,通過一定的連接方式復合成一體的特殊板材,實物如圖1 所示。目前主要應用在容器儲罐、建筑裝飾、家電裝飾等行業領域,而在電梯行業中的應用并不多。本文將以304 不銹鋼與鍍鋅復合板作為基礎,簡要地介紹不銹鋼復合板的相關特性及在電梯行業的應用。

             

            不銹鋼復合板實物正反面

            不銹鋼復合板的生產工藝

            雙金屬復合板的常見復合方式有鑄造復合、爆炸復合、熱軋復合等。隨著粘接技術的發展,通過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合板,已被一些板材制造商掌握,其結構示意圖如圖2 所示,各層厚度見表1。

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             不銹鋼復合板的組成示意圖

            1 不銹鋼復合板各層厚度

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            通過粘接技術所生產的不銹鋼復合板,其生產流程為,首先分別展平鍍鋅板卷及不銹鋼卷,進行除銹、脫脂等清洗作業,將表面的鐵銹、油污等清除干凈,然后將清洗后的板材進行烘干,去除表面殘留的清洗液,這部分可以稱為預處理階段。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,進行預固化;而不銹鋼板涂膠后,將與一層高分子膜進行復合,并將鍍鋅板和帶有高分子膜的不銹鋼板進行滾壓復合。之后對復合后的板材進行烘烤,使鍍鋅板和不銹鋼板通過粘接層完整復合成一體,這一過程稱為粘接復合階段。最后,將烘烤后的復合板通過常溫冷卻,并貼上板材保護膜,重新回卷為卷材,后續按需要進行剪裁,圖3 為復合板的生產流程示意圖。

            3 復合板生產流程示意圖

            不銹鋼復合板的板材特性

            目前,由于不銹鋼復合板在電梯行業的應用仍較少,因此需要對復合板的相關特性進行驗證,以確認是否能滿足電梯行業的使用要求。下面筆者將從板材力學性能及加工性能兩方面,對復合板的板材特性進行簡單介紹。

            板材力學性能

            對不銹鋼復合板進行封邊的96 小時的中性鹽霧試驗,表面無明顯腐蝕現象,如圖4 所示。

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            4 96 小時中性鹽霧對比圖

            通過拉伸試驗,不銹鋼復合板的抗拉強度在400MPa左右,與碳鋼板的抗拉強度接近,環境溫度和濕度變化對抗拉強度影響較小。而兩層板材的剝離強度在14kN/m左右,鹽霧試驗對剝離強度影響較大,經96 小時鹽霧試驗后的剝離強度降低至8.4kN/m 左右。不銹鋼面的里氏硬度在350 ~400HLD 左右,硬度偏軟,環境溫度、濕度和鹽霧對其影響不大。

            板材加工性能

            在電梯行業中,零部件主要以鈑金加工為主,因此復合板的板材加工性能將主要圍繞剪裁、沖裁、激光切割、折彎成形等工序進行測試。

            剪裁及沖裁。剪裁及沖裁這兩個工序的目的,都是使板料分離,因此一同進行分析。經過對樣件進行試制,剪裁及沖裁這兩個工序的加工效果與普通鍍鋅板及不銹鋼板并無明顯差異,均能順利地進行下料,試制樣品如圖5 所示。


             

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            5 剪沖工藝的試制樣品

            激光切割。激光機使用普通304 不銹鋼的參數設定對復合板進行試制,發現使用一次切割無法完全穿透板材,而使用二次切割雖能穿透板材,但切口邊緣出現較多的毛刺以及邊緣發黑等外觀不良問題,筆者認為原因可能有兩點:對于不同金屬板材,激光機所使用的參數有所區別,而不銹鋼復合板由兩種不同金屬所組成,因此無論使用怎樣的基材或面材的參數,均無法達到較良好的切割效果;復合板中間的高分子材料粘接層,會對激光的光束產生一定的散射,影響光束精度,導致切口邊緣產生毛刺及發黑等問題,試制樣品如圖6 所示。

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            6 激光工藝的試制樣品

            折彎成形。由于不銹鋼及鍍鋅板的屈服強度有所差異,不銹鋼的回彈傾向比鍍鋅板要強,兩者之間存在相互影響的情況,因此按照普通的折彎方式,復合板的成形角度普遍存在一定的偏差。筆者與車間不斷調整折彎工藝,發現通過合理增加折彎機的折彎壓力,使用小角度折彎模具這兩種方式,可以改善復合板成形角度不佳的問題,前后的對比效果如圖7 所示。

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            7 調整前后折彎效果對比

            不銹鋼復合板在電梯行業的應用

            對電梯行業而言,粘接型不銹鋼復合板是一種具有良好應用前景的金屬板材。其相對普通304、430、439 等不銹鋼板材而言,價格具備一定的優勢;同時因為其面材為304,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商嘗試引入使用。

            但基于復合板板材的特性與普通金屬板材存在一定的差異,電梯廠商需要結合自身生產實際情況才能有效地規避其缺點,例如,激光切割使用剪沖工藝代替;優化產品結構,取消封頭減少折彎邊等方式,可以有效避免復合板在加工過程中存在的缺點。通過不斷試制,綜合成本及加工難易度考慮,筆者認為門板、壁板、門橫梁等部件可以嘗試使用復合板進行替代。

            除了加工工藝問題以外,筆者認為在復合板應用過程中還有3 點需要注意:由于粘接型復合板并非常規板材,其價格無法進行參考,因此需要使用者與板材供應商密切溝通,及時了解板材價格的變動;目前能生產粘接型復合板的板材供應商并不多,使用者需要提前評估可能存在的供貨風險;由于復合板在電梯行業應用時間尚短,需要不斷檢測現場的實際使用情況。


             

            南京首勤特種材料有限公司是一家集研發、生產和銷售于一體的金屬復合板生產廠家,擁有熱軋復合、爆炸復合以及爆炸+軋制復合三種主流的金屬復合板制造工藝,主要產品包括:金屬復合板、雙金屬復合管、不銹鋼復合板、鈦鋼復合板、銅鋼復合板、鎳鋼復合板、鉭鋼復合板、鋯鋼復合板、鋁鋼復合板等;主要服務包括:工程設計、焊接工藝評定、第三方檢驗、機械加工、半成品制作、施工安裝等。

            本文章來自南京首勤特種材料有限公司


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