Выдавливание порошковых металлов без использования сопутствующих (часть 4)   

   Штовхальник продавлює порошок через оболонку й очко, розміри перетину витримуються дуже точно. Цей метод усуває додаткові операції, тому що оболонку по закінченні екструзії не видаляють.

   Цей метод володіє й тією перевагою, що оболонка залишається на готовому продукті (її видалення іноді важко). Для екструзії в оболонках конусоподібні прес-форми краще, ніж прямокутні; часто застосовують оболонки із загостреним кінцем (рис. 3.15, в). Після екструзії оболонка в носовій частині завжди товще (рис. 3.15, г). Щоб уникнути запресовування оболонки у виріб (цей дефект показаний на рис. 3.15, д), можна використовувати фасонну пробку (рис. 3.15, в) для закриття оболонки. Товщину виробу витримують звичайно з точністю до 0,1 мм по його довжині. Використовуючи круглу оболонку й перегородки, можна одержувати вироби неправильної форми через кругле очко (рис. 3.15, е).

   У деяких випадках велике значення має співвідношення термічного розширення серцевини й оболонки. Наприклад, при екструдированні берилієвих трубок необхідно, щоб зовнішня оболонка термічно розширювалася менше, ніж беріллій, а внутрішня, навпаки, більше (або вона повинна бути настільки тонкої, що буде деформуватися при стиску беріллію в процесі охолодження). Із цих причин важко видавлювати виробу складних форм із беріллія. Навіть якщо стиск серцевини при охолодженні прагне до її відділення від оболонки, тертя між їхніми поверхнями може бути настільки велико, що перешкодить стиску й викличе напруги. Шорсткість і переплетення таких поверхонь, що примикають, можуть виникнути в, результаті окислювання оболонки або влучення стороннього матеріалу при обробці.

   Видалення оболонки механічним способом не завжди можливо, і іноді краще робити це хімічним шляхом. Дуже важливо вибрати для оболонки розчинний матеріал так, щоб серцевина при цьому не реагувала з розчинником.

Деякі метали, важливі в атомній енергетиці (U, Th, Be і Zr), хімічно активні й утворять досить міцні окисли, карбіди й нітриди. Спікання цих металів треба проводити в атмосфері дуже чистого інертного газу або у високому вакуумі. Важко вибрати матеріал для прес-форм гарячого пресування для цих металів, з огляду на можливе утворення легкоплавких евтектик або забруднення прессуємого матеріалу внаслідок швидкої дифузії. Часто виробу із цих металів мають дуже більшу довжину й, отже, необхідна екструзія в оболонці або прокатка. Мідь — підходящий матеріал для покриття урану аж до 800°, а також цирконію й торію. Нікель і залізні сплави можуть бути використані для урану до 600°. Мідь можна видалити аміачним розчином або оцтовою кислотою.

   Екструзію в оболонці широко застосовують для беріллію; прутки діаметром від 0,8 до 3,8 мм або перетином 1,25 × 4,45 мм можна екструдировати в оболонці з м’якої сталі при температурі 1050°. В Англії роблять трубки зовнішнім діаметром від 12,5 до 63 мм і товщиною стінок від 1,25 до 15 мм. Оболонки з м’якої сталі видаляють із бериллію розчиненням у концентрованій азотній кислоті.

   Екструзією в оболонці роблять трубки із пластичного хрому.

   У ядерній техніці застосовують композиції, у яких різні тендітні дисперсні неметалічні матеріали розподілені в пластичній металевій матриці. У тепловипромінюючих елементах як дисперсна фаза служить речовина, що розщеплюється. Для регулювання й захисту реактора потрібні речовини, що сильно поглинають нейтрони. Ці дисперсні матеріали звичайно містять в оболонку («покриття»), що перешкоджає влученню продуктів розподілу в теплоносія або їхню взаємодію з навколишнім середовищем. Розміри часток і розподіл дисперсної фази повинні строго контролюватися; це легше всього досягається застосуванням порошкової технології. Зовсім очевидно, що для виготовлення виробів витягнутої форми з таким покриттям найбільш підходящим методом виявляється екструзія в оболонці. Сюди ставиться, наприклад, виробництво труб з окису урану, розподіленої в залозі або нержавіючій сталі, з оболонкою з того ж металу. Ці труби одержують за одну операцію екструзією суміші порошків в оболонці при 1100°. Більшу частину складних виробів зі змінними перетинами з таких дисперсій одержують цим методом. Наприклад, з окисів європію й самарію, розподілених у нержавіючій сталі (оболонка теж з нержавіючої сталі), одержують екструзією контрольні стрижні тригранної жолобчастої форми для реакторів. Після екструзії можна, звичайно, продовжити обробку, наприклад, шляхом гарячого ротаційного кування.