辊筒铸造
辊筒铸造是一个非常广泛的领域，涵盖了从印染、造纸、钢铁到矿山等多个行业。结合您之前咨询的 “印染机滚筒” 和 “中硅高温门板”，我推测您可能对工业机械中的核心转动部件感兴趣。
以下是关于辊筒铸造的系统性梳理，重点涵盖工艺分类、材料选择及质量控制，特别是针对您之前关注的印染和高温领域的延伸：
一、 辊筒铸造的主要工艺
根据辊筒的用途、尺寸和材质，主要采用以下三种铸造工艺：
1. 离心铸造 (Centrifugal Casting) —— 最主流工艺
这是生产各类空心辊筒（如印染辊、造纸烘缸、轧辊）最常用的方法。
- 原理：将熔融金属浇入高速旋转（300-3000 转 / 分）的铸型中，利用离心力使金属液紧贴模具内壁凝固。
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优点：
- 组织致密：离心力将气体和夹杂物甩向内径（加工时去除），外壁组织非常致密，耐压性好。
- 无需型芯：适合制造空心圆柱体。
- 节省材料：加工余量相对较小。
- 应用：印染机导布辊、造纸烘缸、橡胶机械辊筒。
2. 静态铸造 (Static Casting) —— 适合大型 / 复合辊
- 原理：重力浇注，通常用于制造复合轧辊。
- 复合工艺：先铸造外层（高硬度合金），再在其内部浇注芯部（韧性好的球墨铸铁或钢），使两者结合在一起。
- 应用：钢铁行业的热轧辊、冷轧辊、大型矿山磨机衬板辊。
3. 连续铸造 (Continuous Casting)
- 应用：主要用于生产轧辊毛坯棒材或细长的实心辊芯，后续再进行机械加工和表面处理。
二、 常见辊筒材料及特性
| 材料类型 | 典型牌号 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|---|
| 冷硬铸铁 | 无限冷硬铸铁 | 表面极硬（白口层），芯部韧性好（灰口），耐磨性优异。 | 钢铁轧机轧辊、甘蔗压榨辊 |
| 球墨铸铁 | QT400, QT500 | 强度高、韧性好、耐疲劳，减震性优于钢。 | 造纸机压光辊、离心机转鼓 |
| 合金铸铁 | 高镍铬铸铁 | 耐高温、耐腐蚀、抗氧化。 | 玻璃退火窑辊道、高温输送辊 |
| 铜合金 | 锡青铜、黄铜 | 导热性极好，表面光洁。 | 印染印花辊、造纸烘缸（部分） |
| 铸钢 | 42CrMo | 强度极高，抗冲击。 | 大型矿山破碎机辊皮 |
三、 关键质量控制环节（QC）
辊筒是高速旋转件，动平衡和内部质量至关重要。
1. 凝固组织控制
- 冷硬层控制：对于轧辊，必须精确控制 “冷硬层”（硬壳）的厚度。太薄不耐磨，太厚易断裂。这需要严格控制浇注温度和模具冷却强度。
- 石墨形态：对于球墨铸铁辊，球化率必须 > 85%，否则会严重影响强度和疲劳寿命。
2. 内部探伤
- 超声波探伤 (UT)：必须 100% 探伤。辊筒内部绝对不能有缩孔、缩松或裂纹，否则在高速旋转时会发生爆裂。
- 表面检测：磁粉探伤或渗透探伤，检查表面是否有微裂纹。
3. 热处理
- 去应力退火：铸造后的辊筒内部残留应力极大，必须进行长时间的退火处理，防止在后续加工或使用中变形。
- 等温淬火：对于贝氏体球铁辊，需进行等温淬火以获得高强度和高硬度。
4. 动平衡 (Dynamic Balancing)
- 铸造毛坯加工后，必须进行动平衡测试（通常要求 G2.5 级或更高）。
- 对于长径比大的辊筒，需进行校直处理，弯曲度通常要求控制在 0.05mm/m 以内。
四、 结合您之前关注领域的特别说明
1. 高温环境下的辊筒（关联 “中硅高温门板”）
在工业炉（如您提到的中硅炉）中使用的炉底辊（Roller Hearth），通常采用高镍铬合金（如 2520、403Nb）铸造。
- 难点：防止高温下的蠕变和热疲劳裂纹。
- 工艺：常采用精密铸造或离心铸造，要求抗氧化性能极强。
2. 印染 / 造纸辊筒（关联 “印染机滚筒”）
- 表面精度：铸造毛坯的表面粗糙度直接影响后续的镀铬或包胶质量。离心铸造时的涂料层必须非常均匀。
- 壁厚均匀性：壁厚不均会导致冷却不均，进而导致辊筒弯曲，影响布匹或纸张的平整度。
五、 总结
如果您是在寻找供应商或加工方案，建议明确以下参数：
- 用途：是做轧辊（重载荷、耐磨）、导辊（轻载荷、导向）还是烘缸（导热）？
- 工况：最高温度是多少？是否接触腐蚀性介质？
- 尺寸：直径和长度是多少？（长径比越大，铸造和加工难度指数级上升）。
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