异种金属的复合工艺往往会受到材料物理特性如熔点、线收缩率以及铸件尺寸和形状的制约。在复合轧辊的生产制造中,当工作层材质选用铸铁、芯部材质选用铸钢时,复合轧辊的结合区常常会因为应力、偏析、夹杂等原因导致复合不均匀甚至复合失败。本文针对铸钢/铸铁复合轧辊的成型问题,提出低熔点过渡层,结合堆焊、电磁感应加热和双金属固-液复合技术,研发出了双金属铸/焊复合工艺,优化了该工艺过程中的堆焊工艺参数、电磁感应加热工艺参数和铸造工艺参数,使用优化的工艺成功制备了低合金钢/高铬铸铁（LAS/HCCI）复合轧辊。低合金钢/高铬铸铁复合轧辊铸/焊工艺,主要是通过堆焊在预先制备的低合金钢辊芯上制备一定厚度且熔点与高铬铸铁相近的材料（低熔点过渡层）,利用电磁感应线圈预热辊芯并在浇入高铬铸铁液时保持加热,从而实现两者冶金结合。实验轧辊设计由辊芯,内套筒和工作层组成。在双金属固-液复合实验中,低熔点过渡层的使用能有效降低浇注金属液体积,解决了双金属体积比制约双金属固-液复合难于实现大面积冶金结合的技术的难题。此外,计算出双金属铸/焊复合的温度场是关于半径的对数函数。利用数值模拟优化堆焊工艺参数,研究了工艺参数对内套筒温度场、应力和变形的影响。结果表明,当电流为200～240A、电压为20～22V、堆焊速度为1.5mm/min、摆动幅度为40mm、摆动速度为1.5m/min时,可以获得表面熔点为1249℃的冶金堆焊层。堆焊层组织形成了两个区域,一部分是靠近低合金钢的Fe3（B,C）+Fe的近共晶组织,另一部分为远离低合金钢的（Fe,Cr）2B+（Fe,Cr）7C3共晶碳化物。堆焊层存在明显的元素浓度梯度,其熔点延堆焊层表面至低合金钢在1249℃～1463℃范围内递增。采用中频电磁感应加热设备预热,通过模拟获得了感应加热过程中堆焊内套筒的温度场分布。结果表明,调整线圈匝数和分布,当电源功率为100k W、频率为1000Hz、电流为200A、线圈7砸、线圈距离工件50mm时,加热100s可以使得沿堆焊层向内18.27mm的厚度升温至900℃,堆焊层表面温度均匀分布,随着堆焊层厚度增加,应力集中在内壁且应力值增大,但对铸件的变形影响较小。建立铸造过程中的温度场和流场模型,研究了单因素与多因素情况下,堆焊层表面最高温度和高温持续时间的变化规律。正交实验得出各因素影响堆焊层最高温度的主次顺序为:浇铸温度>预热温度>浇注时间>砂型温度,影响堆焊层高温持续时间的主次顺序为:浇铸温度>预热温度>砂型温度>浇注时间。结合堆焊层液相线,从正交实验中筛选出最优水平组合,通过热平衡计算获得电磁感应加热时间,探究了电磁感应加热时间对复合界面质量的影响。结果表明,当浇铸温度为1420℃时,预热辊芯至900℃后浇注10s,保持轧辊加热60s,可以获得冶金结合的复合轧辊。观察微观组织发现在低合金钢和高铬铸铁之间形成了宽度约为20μm的珠光体冶金复合层,界面洁净无气孔、夹杂物等缺陷。C、Cr、Mn等元素在复合层处存在扩散,复合层的珠光体呈层片状以一定角度向低合金钢生长。力学性能测试结果为复合层的硬度值介于低合金钢和高铬铸铁之间,分别为398HV、546HV和882HV。冲击断裂位置在高铬铸铁处,距离复合层约6.4mm,表明从低合金钢到高铬铸铁的硬度逐渐增加,这种硬度变化使复合轧辊的力学性能得到了提高。