Спекание связано с взаимной диффузией атомов в местах соприкосновения частиц. Взаимное проникновение атомов металла ускоряется при повышении температуры и применении прессования порошка металла. Порошки активных металлов можно спекать только в условиях вакуума, так как при этом на поверхности отдельных частиц не образуются пленки окислов, не остаются адсорбированные газы и водяной пар.

Кроме того, в вакууме одновременно устраняются некоторые летучие примеси, а ранее имевшиеся окислы восстанавливаются.

Для восстановления можно подавать в печь регулируемое количество водорода. Спекание в вакууме применяют в порошковой металлургии при изготовлении деталей ответственного назначения для электроники и изделий из тугоплавких металлов (тантал, ниобий молибден, вольфрам), из твердых сплавов и металлокерамики, из бериллия и двуокиси урана.

Для спекания применяют печи сопротивления и индукционные печи. На рис. 178 показана схема печи сопротивления для спекания штабиков из металлического порошка. Вакуумные печи сопротивления подобного типа можно применять как для спекания, так и для нагрева тугоплавких металлов в вакууме. Достигаемая температура нагрева ограничивается только точкой плавления металла и допускаемым расходом мощности. Применяют такие печи в основном для ниобия и тантала, а также для молибдена, рения, вольфрам и их сплавов.

Камеру печи изготовляют из высококачественной стали с двойным стенками; при спекании она охлаждается водой. Фирма Херауэс (ФРГ) применяет для откачки больших объемов газа, выделяющихся при нагреве штабика, двухроторные насосы; при этом сокращается время откачки, а следовательно, и время нагрева металла.

Рис. 178. Схема установки для спекания штабиков в высоком вакууме при непосредственном подводе тока (фирма Хероух,ФРГ): 1 — подвод тока; 2 — спекаемый штабик; 3 — соединение с насосом

В конце процесса требуется более высокий вакуум, так как для получения качественных изделий требуется как можно меньшее содержание газа. Окончательная откачка газа производится поэтому диффузионным насосом с ловушкой, охлаждаемой холодильной машиной.

Техническая характеристика печей сопротивления для спекания фирмы Херауэс (ФРГ)

Размеры спекаемого штабика в мм: