Vakuumöfen

Vakuumöfen sind Heizgeräte, die Materialien in einer hermetisch verschlossenen Kammer unter Vakuum oder kontrollierter Schutzgasatmosphäre erwärmen, um Oxidation, Kontamination und Kohlenstoffaufnahme zu minimieren. Die Kammer wird durch Vakuumpumpen evakuiert und bei Bedarf mit Gasen gereinigt oder belüftet. Hochvakuumstufen bis in den Bereich 10^-9 mbar sind bei spezialisierten Systemen erreichbar.

Der Ofen besteht aus einer stabilen Kammer aus Stahl, einem Heizsystem (elektrische Widerstandsheizungen oder Induktionsspulen), einer Dämmung aus keramischer Faser und einem Vakuumsystem (Rotations- oder Turbomolekularpumpen). Die Temperatur wird in der Regel durch den Prozess kontrolliert und kann je nach Bauart 200 °C bis über 1500 °C erreichen. Zusätzlich lässt sich die Kammer mit Schutzgasen füllen oder leer belassen.

Die Wärmeübertragung im Vakuum erfolgt überwiegend durch Strahlung, wodurch Oxidation, Oberflächenreaktionen und Gasaufnahme reduziert werden. Das System ermöglicht Entgasung, Entkohlen, Diffusionsbonding, Sintern und Glühen unter präziser Atmosphäre. Bei Bedarf kann nach dem Vakuum eine definierte Gasatmosphäre eingeführt werden, um weitere Prozessschritte zu unterstützen.

Typische Anwendungen sind die Wärmebehandlung von Stahl und Nichteisenmetallen, Diffusionsbonding, Sinterprozesse, Vergütungs- und Entspannungsbehandlungen sowie die Vorbehandlung von Bauteilen für Beschichtungsverfahren.

Zu den Vorteilen zählen Oxidationsschutz, saubere Oberflächen, bessere Prozesskontrolle und geringere Kontamination. Nachteile sind hohe Investitions- und Betriebskosten, begrenzte Bauraumgrößen, komplexere Wartung und potenziell langsamere Wärmeübertragung im Vergleich zu offenen Systemen. Die Wahl hängt von Material, Bauteil und Prozessparametern ab.