Биметаллический и многослойный прокат (проволока, трубы и листовая сталь) в настоящее время широко применяют в различных отраслях народного хозяйства. Например, в электротехнике и радиотехнике для изготовления провода применяют биметаллическую проволоку, состоящую из стального сердечника и поверхностного слоя меди и алюминия. Известно, что переменный ток распределяется неравномерно по сечению проводника — плотность тока увеличивается от центра к периферии. Поэтому вместо медной проволоки применяют биметаллическую, как более дешевую; кроме того, стальной сердечник придает проволоке повышенную прочность.
В настоящее время ведут работы по освоению производства биметаллической проволоки, покрытой алюминием; последний является менее дефицитным и более дешевым металлом, чем медь. При современном производстве биметаллической проволоки стальной сердечник покрывают слоем меди путем заливки в специальной непрерывной автоматической линии. В установке стальной сердечник механически очищают, калибруют, нагревают электротоком, заливают медью. При этом обрезку и сварку концов стального сердечника в непрерывную нить производят автоматически. После заливки меди биметаллическую круглую полосу прокатывают на стане. Для прокатки ее применяют универсальную калибровку (квадрат — восьмигранник — круг), обеспечивающую круглую форму сердечника и равномерный слой меди на нем.
В некоторых случаях стальную проволоку покрывают слоем меди непосредственно после волочения. Например, на одном из заводов США имеются две установки для нанесения медного покрытия на стальную проволоку, предназначенную для изготовления телефонных проводов. Сердечник диаметром 0,84 мм изготовляют волочением из стали с содержанием 0,65—0,75 % С. Толщина слоя меди составляет 0,06 мм. Это покрытие осуществляют непрерывно в агрегате длиной 18 м. Стальной сердечник сначала очищают от масла и грязи, оставшихся после волочения, в ванне с горячим щелочным раствором. После этого производят травление в растворе серной кислоты для удаления ржавчины и окалины. Шероховатая поверхность, получающаяся после травления, способствует лучшему сцеплению стали с медным покрытием, которое наносится электролитически. После нанесения покрытия производят оплавление слоя меди, для чего проволоку нагревают переменным током, а затем охлаждают в воде. Для предотвращения окисления меди оплавление производят в защитной атмосфере. После медного покрытия наносится тонкий слой свинца, а затем тонкий слой латуни. Толщина свинцового и латунного покрытия составляет несколько тысячных долей миллиметра.
В последнее время в различных отраслях народного хозяйства (химический, нефтеперерабатывающий и др.) широко применяют биметаллические листы и многослойную листовую сталь. В биметаллических листах основным слоем, определяющим прочность и жесткость листа, является низкоуглеродистая или низколегированная сталь. В качестве плакирующего, поверхностного слоя применяют никель, алюминий и другие цветные металлы. Применение биметаллических листов дает большую экономию цветных металлов, а поверхностный слой хорошо сопротивляется коррозии.
Многослойная листовая сталь состоит из двух и более слоев углеродистой стали с различным содержанием углерода или из углеродистой и легированной стали. Двухслойная и многослойная листовая сталь может быть изготовлена прокаткой двухслойного или многослойного слитка или путем горячей прокатки пакетов из двух пли более заготовок различных металлов.
Для изготовления аппаратуры, резервуаров и другого оборудования химической, нефтеперерабатывающей и пищевой промышленности, работающих в условиях действия различных агрессивных сред, применяют двухслойную нержавеющую листовую сталь. Основным слоем этой стали является низкоуглеродистая сталь, а поверхностным — нержавеющая сталь 1Х18Н9Т (или 0Х18Н9 и Др.), обладающая высоким сопротивлением коррозии. Применение такой листовой стали обеспечивает большую экономию дорогой нержавеющей стали.
Эту сталь изготавливают прокаткой многослойного слитка. В изложницу посередине вставляют два очищенных толстых листа нержавеющей стали (рис. 232) и заливают расплавленной углеродистой сталью. Перед установкой нержавеющих листов в изложницу между ними наносят слой оксида хрома для предотвращения их сварки и затем производят сварку по кромкам.
Полученные слитки сначала прокатывают на обжимном стане в слябы, а затем на листовом стане на листы требуемой толщины, которые после обрезки кромок разделяют на два отдельных двухслойных листа.
На рис. 233 показана схема получения двухслойной нержавеющей листовой стали прокаткой четырехслойного пакета. В этом случае заготовки из нержавеющей стали проходят соответствующую подготовку. Для полного соприкосновения поверхностей и удаления поверхностных дефектов заготовки подвергают строжке. Затем на поверхность, соприкасающуюся с углеродистой сталью, осаждают слой электролитического железа, а на противоположную — наносят слой из оксидов хрома или алюминия.
После этого заготовки складывают поверхностями, покрытыми электролитическим железом, наружу и сваривают в нескольких местах, чтобы предупредить сдвиг. Затем собирают пакет и между слябами углеродистой стали вдоль краев укладывают защитные планки и пакет заваривают по кромкам. После прокатки пакета до необходимой толщины производят обрезку, листы отделяют друг от друга и направляют на термическую обработку. С целью обеспечения лучшей сварки пакет нагревают до 1250 °С и прокатывают с максимально возможными обжатиями.
Примером трехслойной листовой стали является листовая сталь для отвалов плугов. Эту сталь прокатывают толщиной 5—7 мм. Она состоит из мягкого среднего слоя низкоуглеродистой стали МСт2 и твердых наружных слоев углеродистой стали 60. Трехслойную сталь изготавливают прокаткой трехслойного слитка. В изложницу устанавливают толстый слой из низкоуглеродистой стали, ширина которого на 50 мм меньше ширины изложницы, а затем в изложницу заливают сталь с большим содержанием углерода. Чтобы обеспечить хорошую свариваемость слоев металла при прокатке, необходим равномерный нагрев слитков по всему сечению. С этой же целью прокатку в первых проходах ведут с более интенсивным обжатием, чем при прокатке слитков низкоуглеродистой стали.
В последнее время широкое распространение получает покрытие листовой стали пластмассами (винилом, хлорвинилом и др.). Эта листовая сталь не нуждается в поверхностной отделке; она обладает хорошими пластическими свойствами и высоким сопротивлением истиранию, химическому воздействию, а также высокой коррозионной устойчивостью. Покрытие из пластмассы допускает различного вида обработку: резку, сверление, пайку, сварку, штамповку, формовку в роликах и глубокую вытяжку.
Листовая сталь с покрытием пластмассой находит большое применение в автомобилестроении, в городском хозяйстве, а также для изготовления деталей электроаппаратуры, стиральных машин, холодильников, мебели, строительных и других деталей.
Основным металлом является обычно холоднокатаная листовая сталь, которая может быть покрыта с одной или двух сторон. При покрытии пластмассой с одной стороны другая сторона листовой стали может быть подвергнута, если это требуется, электролитическому цинкованию, фосфатированию или хромированию. Кроме проволоки и листовой стали, изготавливают биметаллические трубы, на внутреннюю поверхность которых наносят защитный слой от различных агрессивных сред.
