Машина для обработки металлов волочением. В.с. состоит из рабочего инструмента - волоки и тянущего устройства, сообщающего обрабатываемому металлу движение через волоку. При В.с. имеется ряд вспомогательных устройств для механизации и автоматизации производства. В зависимости от принципа работы тянущего устройства В.с. подразделяются на станы с прямолинейным движением обрабатываемого металла и станы с наматыванием обрабатываемого металла (барабанные). Первые применяются преимущественно для получения прутков и труб, вторые, как правило, для проволоки и фасонных профилей, сматываемых в бунты. Прямолинейные станы различаются по характеру действия главного привода на цепные, гидравлические, канатные и непрерывные (так называемые траковые). Усилие волочения, развиваемое В.с., от 1 кн до 2,5 Мн (100 кгс - 250 тс). Барабанные В.с. подразделяются на однократные - с одним ведущим (тянущим) барабаном, в которых волочение металла производится протягиванием через одну волоку, и многократные (см. рис. 1) - станы с несколькими барабанами, в которых металл одновременно подвергается волочению через ряд последовательно установленных волок. Многократные В.с. по конструкции бывают со скольжением проволоки (по корпусу тягового барабана) и без скольжения. Барабанные В.с. характеризуются диаметром ведущего барабана, которые бывают от 150 до 2800 мм (СССР).

Рис. 1. Многократный барабанный волочильный стан: 1 - волоки; 2 - тянущие промежуточные барабаны; 3 - тянущий чистовой барабан.

Лит.: Юхвец И. А.. Волочильное производство, 2 изд., М., 1965.

Лат. Wolframium.

W - химический элемент VI группы периодической системы Менделеева, порядковый номер 74, атомная масса 183,85; тугоплавкий тяжёлый металл светло-серого цвета. Природный В. состоит из смеси пяти стабильных изотопов с массовыми числами 180, 182, 183, 184 и 186. В. был открыт и выделен в виде вольфрамового ангидрида WO₃ в 1781 шведским химиком К. Шееле из минерала тунгстена, позднее назван шеелитом. В 1783 испанские химики братья д-Элуяр выделили WO₃ из минерала вольфрамита и, восстановив WO₃ углеродом, впервые получили сам металл, названный ими В. Минерал же вольфрамит был известен ещё Агриколе (16 в.) и назывался у него «Spuma lupi» - волчья пена (нем. Wolf - волк, Rahm - пена) в связи с тем, что В., всегда сопровождая оловянные руды, мешал выплавке олова, переводя его в пену шлаков («пожирает олово как волк овцу»). В США и некоторых других странах элемент назывался также «тунгстен» (по-шведски - тяжёлый камень). В. долго не находил промышленного применения. Лишь во 2-й половине 19 в. начали изучать влияние добавок В. на свойства стали.

В. мало распространён в природе; его содержание в земной коре 1·10^-4% по массе. В свободном состоянии не встречается, образует собственные минералы, главным образом вольфраматы из которых промышленное значение имеют вольфрамит (Fe, Mn) WO₄ и шеелит CaWO₄ (см. Вольфрамовые руды).

Физические и химические свойства. В. кристаллизуется в объёмноцентрированной кубической решётке с периодом а = 3,1647; плотность 19,3 г/см³, t_пл 3410 ± 20°С, t_kип 5900°С. Теплопроводность (кал/см·сек·°С) 0,31 (20°С); 0,26 (1300°С). Удельное электросопротивление (ом·см·10^-6) 5,5 (20°С); 90,4 (2700°С). Работа выхода электронов 7,21·10^-19 дж (4,55 эв), мощность энергии излучения при высоких температурах (вт/см²): 18,0 (1000°С); 64,0 (2200°С); 153,0 (2700°С); 255,0 (3030°С). Механические свойства В. зависят от предшествующей обработки. Предел прочности при растяжении (кгс/мм²) для спечённого слитка 11, для обработанного давлением от 100 до 430; модуль упругости (кгс/мм²) 35 000-38 000 для проволоки и 39 000-41 000 для монокристаллической нити; твёрдость по Бринеллю (кгс/мм²) для спечённого слитка 200-230, для кованого слитка 350-400 (1 кгс/мм²» 10 Мн/мм²). При комнатной температуре В. малопластичен (см. Тугоплавкие металлы).

В обычных условиях В. химически стоек. При 400-500°С компактный металл заметно окисляется на воздухе до WO₃. Пары воды интенсивно окисляют его выше 600°С до WO₂. Галогены, сера, углерод, кремний, бор взаимодействуют с В. при высоких температурах (фтор с порошкообразным В. - при комнатной). С водородом В. не реагирует вплоть до температуры плавления; с азотом выше 1500°С образует нитрид. При обычных условиях В. стоек к соляной, серной, азотной и плавиковой кислотам, а также к царской водке; при 100°С слабо взаимодействует с ними; быстро растворяется в смеси плавиковой и азотной кислот. В растворах щелочей при нагревании В. растворяется слегка, а в расплавленных щелочах при доступе воздуха или в присутствии окислителей - быстро; при этом образуются вольфраматы. В соединениях В. проявляет валентность от 2 до 6, наиболее устойчивы соединения высшей валентности.

В. образует четыре окисла: высший - трёхокись WO₃ (вольфрамовый ангидрид), низший - двуокись WO₂ и два промежуточных W₁₀O₂₉ и W₄O₁₁. Вольфрамовый ангидрид - кристаллический порошок лимонно-жёлтого цвета, растворяющийся в растворах щелочей с образованием вольфраматов. При его восстановлении водородом последовательно образуются низшие окислы и В. Вольфрамовому ангидриду соответствует вольфрамовая кислота H₂WO₄- жёлтый порошок, практически не растворимый в воде и в кислотах. При её взаимодействии с растворами щелочей и аммиака образуются растворы вольфраматов. При 188°С H₂WO₄ отщепляет воду с образованием WO₃. С хлором В. образует ряд хлоридов и оксихлоридов. Наиболее важные из них: WCl₆ (t_пл 275°С, t_kип 348°С) и WO₂Cl₂ (t_пл 266°С, выше 300°С сублимирует), получаются при действии хлора на вольфрамовый ангидрид в присутствии угля. С серой В. образует два сульфида WS₂ и WS₃. Карбиды вольфрама WC (t_пл 2900°C) и W₂C (t_пл 2750°C) - твёрдые тугоплавкие соединения; получаются при взаимодействии В. с углеродом при 1000-1500°С.

Получение и применение. Сырьём для получения В. служат вольфрамитовые и шеелитовые концентраты (50-60% WO₃). Из концентратов непосредственно выплавляют ферровольфрам (сплав железа с 65-80% В.), используемый в производстве стали; для получения В., его сплавов и соединений из концентрата выделяют вольфрамовый ангидрид. В промышленности применяют несколько способов получения WO₃. Шеелитовые концентраты разлагают в автоклавах раствором соды при 180-200°С (получают технический раствор вольфрамата натрия) или соляной кислотой (получают техническую вольфрамовую кислоту):

1. CaWO_4TB + Na₂CO_3Ж = Na₂WO_4Ж + СаСО_3ТВ

2. CaWO_4TB + 2HCl_Ж = H₂WO_4TВ + CaCl_2p=p.

Вольфрамитовые концентраты разлагают либо спеканием с содой при 800-900°С с последующим выщелачиванием Na₂WO₄ водой, либо обработкой при нагревании раствором едкого натра. При разложении щелочными агентами (содой или едким натром) образуется раствор Na₂WO₄, загрязнённый примесями. После их отделения из раствора выделяют H₂WO₄. (Для получения более грубых, легко фильтруемых и отмываемых осадков вначале из раствора Na₂WO₄ осаждают CaWO₄, который затем разлагают соляной кислотой.) Высушенная H₂WO₄ содержит 0,2-0,3% примесей. Прокаливанием H₂WO₄ при 700-800°С получают WO₃, а уже из него - твёрдые сплавы. Для производства металлического В. H₂WO₄ дополнительно очищают аммиачным способом - растворением в аммиаке и кристаллизацией паравольфрамата аммония 5(NH₄)₂O·12WO₃·nH₂O. Прокаливание этой соли даёт чистый WO₃.

Порошок В. получают восстановлением WO₃ водородом (а в производстве твёрдых сплавов - также и углеродом) в трубчатых электрических печах при 700-850°С. Компактный металл получают из порошка металлокерамическим методом (см. Порошковая металлургия), т. е. прессованием в стальных прессформах под давлением 3-5 тс/см² и термической обработкой спрессованных заготовок-штабиков. Последнюю стадию термической обработки - нагрев примерно до 3000°С проводят в специальных аппаратах непосредственно пропусканием электрического тока через штабик в атмосфере водорода. В результате получают В., хорошо поддающийся обработке давлением (ковке, волочению, прокатке и т.д.) при нагревании. Из штабиков методом бестигельной электроннолучевой зонной плавки получают монокристаллы В.

В. широко применяется в современной технике в виде чистого металла и в ряде сплавов, наиболее важные из которых - легированные стали, твёрдые сплавы на основе карбида В., износоустойчивые и жаропрочные сплавы (см. Вольфрамовые сплавы). В. входит в состав ряда износоустойчивых сплавов, используемых для покрытия поверхностей деталей машин (клапаны авиадвигателей, лопасти турбин и др.). В авиационной и ракетной технике применяют жаропрочные сплавы В. с другими тугоплавкими металлами. Тугоплавкость и низкое давление пара при высоких температурах делают В. незаменимым для нитей накала электроламп, а также для изготовления деталей электровакуумных приборов в радиоэлектронике и рентгенотехнике. В различных областях техники используют некоторые химические соединения В., например, Na₂WO₄ (в лакокрасочной и текстильной промышленности), WS₂ (катализатор в органическом синтезе, эффективная твёрдая смазка для деталей трения).

Лит.: Смителлс Дж., Вольфрам, пер. с англ., М., 1958; Агте К., Вацек И., Вольфрам и молибден, пер. с чеш., М., 1964; Зеликман А. Н., Крейн О. Е., Самсонов Г. В., Металлургия редких металлов, 2 изд., М., 1964; Химия и технология редких и рассеянных элементов, под ред. К. А. Большакова, т. 1, М., 1965; Справочник по редким металлам, пер. с англ., М., 1965; Основы металлургии, т. 4, Редкие металлы, М., 1967.

О. Е. Крейн

Природные минеральные образования, содержащие вольфрам в количествах, при которых экономически целесообразно его извлечение. Основными минералами вольфрама являются вольфрамиты некоторых месторождений содержат повышенные количества тантала и скандия, которые могут быть из них извлечены. Для получения концентратов с содержанием 50-60% WO₃ руды обогащают, используя гравитационный, флотационный и другие методы обогащения.

Эндогенные месторождения вольфрама являются постмагматич., пневматолитовыми или гидротермальными и генетически связаны с гранитными интрузивами. Выделяют следующие главные типы месторождений В.р.: альбитизированные, грейзенизированные и окварцованные купола и штоки гранитов или гранит-порфиров, содержащие мелкую вкраплённость вольфрамитовые прожилки, образующие штокверк; кварц-полевошпатовые, кварц-топазовые, кварц-флюоритовые и кварцевые жилы часто с грейзеновыми оторочками, содержащими вольфрамит и шеелит.

Крупные месторождения В.р. имеются в СССР (Забайкалье, Средняя Азия, Казахстан, Приморье, Северо-Восток), КНР, КНДР. Среди капиталистических стран по запасам и добыче В.р. выделяются (добыча 1966, в т WO₃): США (4852), Боливия (1580), Австралийский Союз (1326), Португалия (1199), Перу (437), Таиланд (336), Бирма (207).

Лит.: Быбочкин А. М., Месторождения вольфрама и закономерности их размещения, М., 1965; Минералогия и геохимия овых месторождений, [Л.], 1967.

А. И. Гинзбург

Cплавы на основе вольфрама. Для легирования В.с. применяют металлы (Mo, Re, Cu, Ni, Ag и др.), окислы (ThO₂), карбиды (TaC) и другие соединения, которые вводят в W для повышения его жаропрочности, пластичности (при температурах до 500°С), обрабатываемости, а также обеспечения необходимого комплекса физических свойств. В.с. получают методами порошковой металлургии или сплавлением компонентов в дуговых и электроннолучевых печах. В промышленности применяются главным образом металлокерамические В.с. По структуре различают 3 группы В.с.: сплавы - твёрдые растворы, псевдосплавы с соединениями (искусственные дисперсные системы, см. Тугоплавкие металлы) и псевдосплавы с металлами.

Основными В.с. с однофазной структурой твёрдого раствора являются сплавы W с Mo (до 50%) и Re (до 30%). При добавлении Mo повышается жаропрочность и электросопротивление сплава; кроме того, у сплавов W - Mo термический коэффициент расширения примерно такой же, как у различных сортов тугоплавкого стекла. Эти сплавы легче обрабатываются по сравнению с чистым W. В. с. с 20-50% Mo применяют в электровакуумных приборах для изготовления нагревателей, экранов и др. Рений в твёрдом растворе на основе W существенно повышает низкотемпературную пластичность и соответственно обрабатываемость. Максимальной пластичностью обладают В.с. с 20-28% Re. При дальнейшем увеличении содержания Re пластичность вновь начинает падать из-за выделения избыточной у-фазы. Кроме повышенной пластичности, сплавы W - Re отличаются высокой жаропрочностью и большой термо-эдс в паре с W и между собой. Несмотря на дефицитность и дороговизну Re, эти сплавы в 50-х гг. начали использоваться в электровакуумных приборах (сплавы с 5-30% Re) и в качестве термопарных материалов, предназначенных для работы вплоть до 2500°С.

Искусственные дисперсные системы на основе W с 0,5-2% ThO₂ и 0,3-0,5% TaC отличаются рекордно высокими температурами рекристаллизации (до 2000°С) и показателями жаропрочности (при 2200°С - в 2-3 раза большими, чем у нелегированного W). Кроме того, ThO₂ улучшает эмиссионные характеристики сплава. Эти сплавы применяют в электровакуумных приборах, а также для изготовления некоторых деталей двигателей ракет и самолётов.

Псевдосплавы W с нерастворяющимися в нём Cu и Ag (вводимыми раздельно или вместе в количестве от 5 до 40%) имеют гетерогенную структуру, состоящую из зёрен W, окружённых прослойками Cu и Ag или их сплава. Эти материалы сочетают высокую твёрдость, жаропрочность, износостойкость, сопротивление электроэрозии, свойственные W, с хорошей электро- и теплопроводностью Cu и Ag. Из этих В.с. изготовляют электроконтакты. Вольфрам, пропитанный Ag и Cu, применяется и в других областях (например, как материал для сопел неохлаждаемых ракетных двигателей). Близкую к псевдосплавам W с Cu и Ag структуру имеют так называемые «тяжёлые сплавы» W с 3-10% Ni и 2-5% Cu. Их плотность после спекания спрессованных заготовок достигает 18 г/см³. «Тяжёлые сплавы» используют в качестве материалов защиты от g-излучения в радиотерапии и при изготовлении контейнеров для хранения радиоактивных препаратов. Большая плотность «тяжёлых сплавов» позволяет применять их и в других областях - для изготовления роторов гироскопов, противовесов для самолётов и т.д.

Плавленые В.с., предназначаемые для производства крупногабаритных полуфабрикатов и изделий, работающих при температурах свыше 1500°С, пока не выпускаются в промышленных масштабах из-за технологических трудностей.

Разрабатываемые и осваиваемые плавленые В.с. представляют собой твёрдые растворы, дополнительно упрочнённые небольшим количеством дисперсных частиц карбидов (реже окислов и боридов). В качестве металлических добавок применяют Mo, Ta, Re, Zr, Nb, Ti. Первые три вводятся в количестве нескольких % и даже десятков %, а последние - в десятых долях %. Предельное количество легирующих элементов подбирают, исходя из минимально необходимой низкотемпературной пластичности. Перспективными В.с., сочетающими высокую жаропрочность с удовлетворительной низкотемпературной пластичностью, являются сплавы (содержащие добавки в % ): W+(1+10) Re+(1+10) Ta, W+25Mo+0, lё0,15Zr+0,05C, W+0,05ё2Nb+0,001ё0,02C. Двойной сплав W с 15% Mo предназначен для изготовления лопаток реактивных двигателей.

Лит.: Справочник по машиностроительным материалам, т. 2, М., 1959; Савицкий Е. М., Бурханов Г. С., Металловедение тугоплавких металлов и сплавов, М., 1967.

В. С. Золоторевский

Получение на поверхности деталей из углеродистой или низколегированной стали и чугуна слоя окислов железа (Fe₃O₄ и др.) толщиной 1—10 мкм. Структура покрытия мелкокристаллическая, микропористая. В. применяется для декоративной отделки; защитные свойства плёнок, образующихся при В., низкие, поэтому после В. для повышения антикоррозийной стойкости детали покрывают жировой смазкой или лаком.
Различают В.: щелочное — в щелочных растворах с окислителями при температуре 135—150°С; кислотное — в кислотных растворах химическим или электрохимическим способами; термическое — окисление стали при высоких температурах: в атмосфере пе-регретого водяного пара при 200—480°С или в парах аммиачно-спиртовой смеси при 520—880°С, в расплавленных солях при 400—600°С, а также в воздушной атмосфере при 310—450°С с предварительным покрытием поверхности деталей тонким слоем асфальтового или масляного лака. См. также Оксидирование.

Лит.: Вайнер Я. В., Дасоян М. А., Технология электрохимических покрытий, М. — Л., 1962; Бахвалов Г. Т., Защита металлов от коррозии, М., 1964.

В. В. Бондарев

Приспособление для вращения вручную режущих инструментов: развёрток, метчиков, буравов, круглых плашек и т.п..

Промышленная печь цилиндрической формы с вращательным движением вокруг продольной оси, предназначенная для на-грева сыпучих материалов с целью их физико-химической обработки. В. п. различают: по принципу теплообмена с противотоком и с параллельным током газов и материала; по способу передачи энергии — с прямым, косвенным (через стенку муфеля) и комбинированным нагревом обрабатываемого материала. По назначению различают В. п. для спекания шихт в производстве глинозёма, получения цементного клинкера, окислительного, восстановительного, хлорирующего обжига, прокалки гидроокиси алюминия, кокса, карбонатов, сульфатов и др., обезвоживания материалов, извлечения цинка и свинца (вельц-печи), получения железа или сплавов цветных металлов их прямым восстановлением из руд в твёрдой фазе (кричные печи), обжига огнеупорного сырья и др.

Основными являются В. п., в которых сжигается пылевидное, твёрдое, жидкое или газообразное топливо непосредственно в рабочем пространстве печи и греющие газы движутся навстречу обрабатываемому материалу (рис. 1). Металлический барабан 1, футерованный огнеупорным кирпичом, устанавливают под небольшим углом к горизонту на опорные ролики 2. В ряде случаев диаметр барабана делают переменным по длине. Барабан приводят во вращение (1—2 об/мин) электродвигателем через редуктор и открытую зубчатую передачу 3. Шихту загружают со стороны головки 4. Сухую шихту подают механически-ми питателями, а шихту в виде пульпы — наливом или через форсунки 5. Топливо (10—30% от массы шихты) вводят через горелки (форсунки) 6, помещённые в горячей головке 7. Здесь же выгружают готовый продукт, направляемый в холодильник. Газы из В. п. очищают от пыли (возгонов) в системе 8. Для улучшения условий теплопередачи во В. п. встраивают различные теплообменные устройства 9 — перегребающие лопасти, полки, цепные завесы, насадки и т.д. С этой же целью в ряде случаев футеровку печей выполняют сложной формы, например ячейковой. Основные размеры В. п. варьируются в значительных пределах: длина от 50 до 230 м, а диаметр от 3 до 7,5 м. Производительность В. п. достигает 150 т/ч (готового продукта). Наблюдается тенденция к соединению В. п. с различными теплообменными аппаратами, что позволяет при повышении технико-экономических показателей работы печей уменьшать их размеры.

Рис 1. Схема вращающейся печи.

Лит.: Диомидовский Д. А., Металлургические печи цветной металлургии, М., 1961; Вращающиеся печи для спекания глинозёмных шихт, в. 1—2, М., 1962—64; Ходоров Е. И., Печи цементной промышленности, Л., 1968.

И. А. Южанинов

Технологический материал - материал, расходуемый при выполнении технологического процесса дополнительно к основному материалу. К В.м. относятся закалочные среды, смазочно-охлаждающие жидкости, защитные среды, используемые при сварке, и т.д.

Формовочная машина, осуществляющая уплотнение формовочной смеси под действием инерционных сил, возникающих в смеси при многократном подъеме рабочего (встряхивающего) стола с модельной плитой, опокой и смесью на определенную высоту и ударном торможении стола в конце хода вниз.

Формовочная машина, осуществляющая уплотнение формовочной смеси встряхиванием и прессованием в различных сочетаниях.