Eine Wärmebehandlung an Luft oxidiert genau die Oberfläche, die zuvor mit Aufwand elektropoliert wurde. Dieselbe Behandlung unter Vakuum hält die Oberfläche blank und hinterlässt nichts, was anschließend gereinigt werden müsste – deshalb ist sie der Standardweg für Vakuumkomponenten.
Drei verschiedene Aufgaben unter dem Begriff Vakuum-Wärmebehandlung
Die erste ist die klassische metallurgische Wärmebehandlung – Weichglühen, Spannungsarmglühen, Härten – unter Vakuum, um Oxidation und Entkohlung zu vermeiden. Die zweite ist das Vakuumlöten, bei dem der Ofen das Fügewerkzeug ist. Die dritte ist das Ausheizen: das Erwärmen einer montierten Kammer unter Vakuum auf 150–400 °C, um adsorbierten Wasserdampf und Wasserstoff auszutreiben, bevor sie verschlossen wird. Temperatur- und Atmosphärenanforderungen unterscheiden sich in allen drei Fällen, und die Zyklen dürfen nicht verwechselt werden.
Ausheizen: der Schritt, der UHV überhaupt ermöglicht
Nach dem Elektropolieren ist Wasser das dominierende Restgas in einer Kammer. Wasser desorbiert bei Raumtemperatur langsam, oberhalb von 150 °C schnell, und Wasserstoff beginnt ab etwa 250 °C aus dem Stahl zu entweichen. Ein kontrolliertes Ausheizen bei 250–400 °C mit kontinuierlichem Pumpen entfernt den größten Teil davon. Eine Kammer, die nur dicht, aber nie ausgeheizt wurde, bleibt dauerhaft im Hochvakuum stehen.
Was wir fahren
Weichglühen und Spannungsarmglühen für Edelstahlkonstruktionen, Vakuumlötzyklen und Kammer-Ausheizen für den UHV-Einsatz. Thermoelemente werden am Werkstück und nicht nur im Ofen platziert, damit das aufgezeichnete Profil das Bauteil widerspiegelt und nicht die Ofenatmosphäre.
Wirkung auf die übrige Prozesskette
Das Ausheizen folgt auf das Elektropolieren und geht dem endgültigen Verschließen voraus: Das Erwärmen einer polierten Oberfläche schadet der Oberfläche nicht, das Erwärmen einer verunreinigten Oberfläche brennt die Verunreinigung dagegen ein. Spannungsarmglühen, wo erforderlich, erfolgt vor der Endbearbeitung, damit sich das Bauteil nach dem letzten Schnitt nicht mehr verzieht.
Was wir im eigenen Haus beherrschen
- 304 / 316L stainless steel and 6061 / 5083 aluminium fabrication
- Clean-environment TIG welding with full penetration and no micro-porosity
- Helium mass-spectrometer leak testing to 1 × 10⁻⁹ mbar·l/s
- In-house electropolishing and passivation — not subcontracted
- Chamber bake-out to 150–400 °C for UHV outgassing control
- Precision-machined ISO-KF, ISO-K and CF (ConFlat) flanges
- Zeiss CMM verification to ±0.02 mm across large work envelopes
- 12 m gantry CNC machining — 12 m × 4 m × 2 m envelope
- SEMI-referenced documentation and inspection protocols
Häufig gestellte Fragen
Auf welche Temperatur sollte eine UHV-Kammer ausgeheizt werden?
Typischerweise 250 °C bei Kammern mit Elastomerdichtungen und 350–400 °C bei metallgedichteten Kammern. Die Grenze setzen die Dichtungen und das Lot- bzw. Schweißzusatzmaterial, nicht der Stahl.
Wie lange dauert ein Ausheizvorgang?
Die Haltezeit beträgt üblicherweise 12–24 Stunden auf Temperatur, danach folgt eine kontrollierte Abkühlung unter Vakuum. Eine zu schnelle Abkühlung adsorbiert Wasser erneut und macht einen großen Teil des Effekts zunichte.
Verändert die Vakuum-Wärmebehandlung die Oberflächengüte?
Unter Vakuum bleibt die Oberfläche blank, weil sich kein Oxid bildet. Eine Politur, die vorher nicht vorhanden war, stellt sie nicht her – sie verschlechtert eine elektropolierte Oberfläche aber auch nicht.
Können Sie Aluminium unter Vakuum wärmebehandeln?
Aluminium wird üblicherweise an Luft oder in inertem Schutzgas wärmebehandelt und nicht im Vakuum, weil das entstehende Oxid für die meisten Anwendungen schützend statt schädlich wirkt und Vakuum zusätzliche Kosten ohne Nutzen verursacht.
Ist Ausheizen nötig, wenn die Kammer den Helium-Lecktest bereits besteht?
Ja. Dichtheit und Ausgasen sind unabhängige Größen. Eine Kammer kann vollkommen dicht sein und trotzdem kein UHV erreichen, weil Wasser von ihren inneren Oberflächen desorbiert.
Verwandte Fertigungskompetenzen
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