ПОРОШКОВАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ БЕРИЛЛИЯ
Литой бериллий обычно имеет крупнокристаллическую структуру, что в связи с большой анизотропией свойств кристаллов бериллия затрудняет его обработку давлением. Поэтому большую часть компактных бериллиевых заготовок и изделий производят методами порошковой металлургии. Дезориентированное, хаотическое расположение мелких кристаллов в спечеввых (или горячепрессованных) заготовках обусловливает однородные свойства заготовки во всех направлениях. Оксидные пленки, окружающие частицы исходного порошка, препятствуют росту зерна при спекании или горячем прессовании заготовки из порошка.
При обработке заготовки давлением оксидные пленки разрушаются, превращаясь в дисперсно распределенные мелкие включения тугоплавкого оксида, тормозящие рекристаллизацию при горячей обработке давлевием или эксплуатации при повышенных температурах. Чем мельче порошок, тем более однородными и более высокими физико-механическими свойствами обладают бериллиевые изделия.
Исходные порошки бериллия приготовляют измельчением бериллиевой стружки, полученной резаиием на станке бериллиевых слитков вакуумной переплавки. Стружку измельчают в водоохлаждаемом дисковом истирателе, футерованном бериллием, в водной среде с последующей отмывкой порошка разбавлевиой азотной кислотой, а также органических жидкостях, предохраняющих от окисления.
Частицы порошков в той или иной степени покрыты оксидными пленками. Содержание кислорода в порошках изменяется от десятых долей процента до 1 - 2 %. Порошки сортируют по размерам (меньше 70 мкм, меньше 50 мкм и т. д.) и по содержанию кислорода (или ВеО). Чем выше содержание дисперсно распределенных включений, тем выше прочность бериллиевых изделий. Вместе с тем, при оптимальном содержании ВеО в сочетании с соответствующими размерами частиц порошка обеспечивается достаточная пластичность.
Прессование заготовок из порошка требует высоких давлений (1,0 - 1,5 ГПа), так как частицы бериллия малопластичны. Спекание проводят в вакууме при 1200 °С, после чего дополнительно прессуют заготовку на холоду под давлением 1,0 - 1,5 ГПа. В результате плотность заготовок достигает 1,75 - 1,82 г/см3. Из таких заготовок получают изделия, к свойствам которых не предъявляются жесткие требования. Заготовки с максимальной плотностью (1,85 г/см3) и лучшими свойствами производят горячим прессованием порошка в вакууме в индукционных печах в графитовых пресс-формах покрытых изнутри оксидом бериллия.
