Термическая обработка в вакууме (при давлениях порядка 10^-4 мм рт. ст.) позволяет избежать загрязнения металла газами и повышает его пластические свойства. В вакууме подвергаются отжигу листы, проволока, заготовки для последующей обработки давлением, детали из различных металлов.

Например, отжиг тантала и ниобия рекомендуется проводить в течение 1 ч при 1300—1400° С и давлении не более 1 * 10^-5 мм рт. ст. Ниобий обрабатывается методом вакуумной прокатки при 1100—1250 С, а после разрушения литой структуры легко обрабатывается давлением при комнатной температуре. После отжига при 1700—1730° С в вакууме твердость металла по Бриннелю составляет 800—900 Н/мм², предел прочности 300—400 Н/мм2, относительное удлинение 30%. Закалка деталей также может производиться в вакууме.

Для термообработки металлов в вакууме можно применять электрические печи сопротивления или индукционные. Промышленные печи фирмы Дегусса (ФРГ) показаны на рис. 172 и 173. Высоковакуумная печь для отжига стальных листов (см. рис. 172) имеет загрузку 8000 кг; на рис. 173 показана печь для отжига цветных металлов. Печь для отжига трансформаторных листов этой же фирмы с загрузкой до 30 т имеет выдвижной под для отжига деталей.

Рис. 173. Печь для отжига цветных металлов в вакууме (фирма Дегусса, ФРГ)

Фирма Ульвак (Япония) изготовляет промышленные печи для отжига различных металлов. Емкость печи 4 т за одну загрузку при рабочей температуре 1300° С, нагреватель молибденовый. Выпускаются также печи для полунепрерывной обработки, включающие подготовительное помещение и помещение для охлаждения материала. Такие печи пригодны для термообработки титановых листов. Емкость печи 1 т в день, нормальная рабочая температура 700 ⁰С. Печь показана на рис. 174.

Фирма Ульвак (Япония) выпускает также сверхвысоковакуумные печи для термообработки металлов высокой чистоты на базе сверхвысоко-вакуумного откачного агрегата, включающего в себя сорбционно-ионный насос производительностью 400 л/с (по азоту). Высокотемпературная печь изготовлена из коррозионностойкой стали с рубашкой, охлаждаемой водой. Печь имеет танталовый плиточный нагреватель диаметром 75 мм и высотой 250 мм.

Печь пригодна для получения сверхвысокого вакуума, свободного от влаги и загрязнений, при температуре до 2200 0С. Такая печь особенно подходит для термообработки тугоплавких или активных металлов, таких как Та, Nb, Zr, а также для спекания, светлого отжига и дегазации различных металлов. В печи обеспечивается равномерное распределение температур и получаются слитки высокой чистоты (рис. 175 и 176).

Техническая характеристика печи: предельное давление 10^-9 мм рт. ст., давление при нагреве до 2000' С без загрузки приблизительно 10^-8 мм рт. ст. Зона нагрева с равномерным распределением температур имеет размеры: диаметр 50 мм, высота 150 мм. В области температур от 1600 до 2000 С неравномерность составляет ± 20 ⁰С. Мощность системы откачки 10 кВт, мощность нагрева печи 15 кВт, расход воды 25 л/мин.

Рис. 175. Печь для термообработки металлов в сверхвысоком вакууме (фирма Ульвак, Япония): 1 — нагреватель; 2 — изоляция; 3 — охлаждающая вода; 4 — ввод тока; 5 — термопара

Система откачки включает в себя два насоса ВН-2МГ и цеолитовый агрегат ЦВА-1-2 (предварительная откачка); два электроразрядных насоса НЭМ-300 и высоковакуумный агрегат Ва05-5 (высоковакуумная откачка). Давления в диапазоне 10^-5—10^-9 мм рт. ст. измеряются вакуумметром ВИ-12 датчиком ИМ-12.

Рис. 177. Сверхвысоковакуумная камерная электропечь