瓦楞辊是瓦楞纸箱生产过程中至关重要的部件。瓦楞辊的制造方法、材料选材以及楞型的设计都会对瓦楞辊的成本和性能产生很大的影响。当我们了解了瓦楞辊制造的各个步骤之后,就会对此有更清楚的认识。
钢材因其较高的性价比而成为制造瓦楞辊的首选材料。钢材是在铁中加入适量的碳元素并经过锻造而成的合金。此外还可以加入锰、铬、钼、硅和锂等其它元素的合金,从而使合金钢获得某些特殊性能。制造瓦楞辊选用钢材的最终规格又取决于各瓦楞辊供应商的选材标准。供应商必须要考虑这种压力容器生产的相关法规和所用材料的成本、性能和市场供应情况。钢材的生产工艺是先将铸铁熔化后加入合金元素。然后把钢水倒进钢模,使之凝固成一个重达50吨的钢锭。这块钢锭经加热和锻压变成圆柱体的钢坯,这便是瓦楞辊的坯料。
优质瓦楞辊是由实心锻件制造而成。锻造工艺(包括热轧钢坯)可以改变和致密化钢的纹理结构,并由此增强钢的密度和强度,提高稳定性。稳定性在随后的加工(比如热处理)中起着非常关键的作用,它能确保辊体不会扭曲变形。
把钢锭加工成钢块、钢坯和钢板时,所有的钢都经历了不同程度的锻造。接下来的工序中,钢锭还要经过拉拔加工以最终成型。这样,钢里面所有不能溶解的杂质(在最初的锻造中杂质会集中到钢锭的中央)会被保留下来并成为成品瓦楞辊的一部分。微观上这些杂质呈现出纤维纹理,与木材中的纹理结构很相似。但是,软木和硬木的结构有所不同:硬木的纹理结构很光滑致密,而软木的则很疏松。同样地,千锤百炼后形成的具有光滑致密纹理结构的钢材的硬度较高,是制作瓦楞辊的优质材料。
把锻造过的圆钢坯放进车床,对其外径和两个端面进行粗加工,做成端面平行的规则圆柱体。再把加工过的钢坯放入另外一个机器里去除辊芯。圆柱体的一端被紧紧地固定住,带杂质的钢坯被开孔去除辊芯(就像苹果被去核一样)。许多供应商都会把去除辊芯后的钢坯放置几个星期,以便释放钢坯内部的应力。
辊体内外径大小将决定辊壁的厚度。由于厚度会影响到瓦楞辊的导热性能,所以是一个很重要的设计指标。另外,辊体质量和硬度也会受此影响,进而影响到辊体的自有频率或振动反应。
瓦楞辊的两端经过反向钻孔,以便安装短轴或轴颈。在这一中间环节往往需要进行质量检验。轴颈(锻造后成型)端部经过粗加工,加工时要预留一定尺寸待后续加工。轴颈端部也需进行特殊处理(如热处理)以释放辊体内的应力。