کوره های خلا (Vacuum Furnace)در طرح ها و اندازه های مختلف در دسترس هستند و بر اساس سفارش مشتری و استانداردهای خاص ساخته می شوند. آن ها برای فراوری و برآوردن نیازهای مخاص در زمینه های متالورژی، زیست فناوری، برق و الکترونیک و ... استفاده می شوند.
از نظر تاریخی کاربردهای حرارتی در خلا به یکی از چهار حوزه زیر تقسیم می شود:
-هیچ تکنولوژی بهتر از عملیات حرارتی در خلا نمی باشد.
-عملکرد بهتر خلا از دیدگاه متالورژیکی
-عملکرد بهتر در خلا از نقطه نظر اقتصادی
-عملکرد بهتر در خلا از دیدگاه بهبود سطحی
امروزه نیازهای صنعتی باعث شده است تا صنعتگران از عملیات حرارتی ویژه برای افزایش تولید و انعطاف پذیری استفاده می کنند. کوره های عملیات حرارتی در خلا یکی از فناوری هایی است که بخش وسیعی از نیازهای صنعتی را برآورد می کنند. برای انجام بهتر فرایندهای عملیات حرارتی در خلا لازم است تا اقدامات زیر انجام شود:
-کنترل فرایند (یعنی دقت)
-قابلیت گزارش دقیق از مراحل فرایند
-اطمینان پذیری بالا
-امکان استفاده برای مواد جدید، فرایندهای جدید و دستورالعمل های جدید
-پیوستگی تولید
-کاهش آسیب های محیطی
همه این عوامل باعث مزایای اقتصادی شده است، از این رو، فراوری در خلا توان تولید را افزایش می دهد، کمترین اعوجاج و کاهش زمان های هر چرخه را به دنبال خواهد داشت.
مهمترین بخش های کوره خلا (شکل 1) شامل سیستم های زیر است:
-محفظه خلا
-منطقه داغ
-سیستم پمپ
-سیستم خنک کننده
-سیستم کنترل دما و فشار
-سیستم جابجایی

شکل 1: اجزا یک کوره خلا مرسوم

تولید کنندگان کوره های خلا را به صورت افقی (شکل 2) و عمودی (شکل 3) می سازند.
محفظه خلا لازم نیست استوانه ای باشد. معمولا برای افزایش استحکام، تعویض سالانه آسترهای داخلی و خارجی و فرآهم کردن مسیر گردش آب محفظه به صورت گرد ساخته می شوند. البته در برخی موارد، محفظه خلا مربع است و جداره خارجی استوانه ای است و گاهی برعکس.

شکل 2: کوره خلا افقی با یک محفظه

شکل 3: قطعات متداول سیستم کوره خلا با بارگذاری عمودی

 کوره های خلا می توانند به صورت نیمه پیوسته یا ثابت(batch ) باشند. نوع نیمه پیوسته می تواند شامل یک یا چند محفظه باشد. در کوره های خلا ثابت (شکل 4) قطعات کاری در کل سیکل در محل خود ثابت هستند. در کوره خلا نیمه پیوسته (شکل 5) قطعات کاری از یک موقعیت به موقعیت دیگر حرکت می کنند.

شکل 4: کوره خلا افقی ثابت

شکل 5: کوره خلا نیمه پیوسته

کوره های خلا معمولا با طرح های دیواره داغ (hot wall ) و سرد (cold wall ) تولید می شوند. کوره های جداره داغ (شکل 6) معمولا برای تولید کنندگان ارزان تمام می شود. کوره های خلا دیواره داغ نرخ پمپاژ سریع تر و مشکلات نشت کمتری دارند.

شکل 6: کوره خلا دیواره داغ

امروزه از کوره های خلا دیواره سرد استفاده می شود (شکل 7)، که دارای دمای کاری بالاتر هستند. این کوره ها نرخ سرد کردن و گرم کردن سریع تر، یکنواختی دمایی بهتر و اتلاف حرارتی کمتری دارند. علاوه بر این، حرارت کمتری به محیط اطراف منتقل می شود.

شکل 7: کوره های خلا دیواره سرد افقی.

برای ساخت منطقه داغ انتخاب های زیادی وجود دارد، معروف ترین انتخاب ها شامل موارد زیر است:
-همه بخش های فلزی و حفاظ های تابشی شامل (شکل 8):
    فولاد زنگ نزن یا آلیاژهای پایه نیکل با حداکثر دمای کاری ℃1150.
    مولیبدن با حداکثر دمای کاری ℃1700
    تنگستن یا تانتالیوم با حداکثر دمای کاری ℃2400.
-همه بخش های داغ می تواند از گرافیت، برد گرافیتی، لایه های گرافیتی یا مواد کامپوزیتی کربن-کربن ساخته شود.
-همه بخش های داغ می تواند از الیاف سرامیکی ساخته شود.
-از ترکیب مواد فوق الذکر نیز می توان در ساخت منطقه داغ استفاده کرد.

شکل 8: کوره خلا، تمام قسمت های داغ از جنس فلزی است

شکل 9: کوره خلا، تمام قسمت های داغ از جنس گرافیت است

شکل 10: کوره خلا، تمام قسمت های داغ از جنس الیاف سرامیکی

شکل 11: کوره خلا، منطقه داغ از ترکیب آسترکامپوزیت کربن-کربن و المنت های حرارتی مولیبدن ساخته شده است

سیستم پمپ اغلب نقش مستقلی دارد و تولید کنندگان مختلفی در این زمینه وجود دارند. سازندگان کوره خلا پمپ های خود را از تامین کنندگان پمپ خریداری می کنند. اگر خصوصیت خاصی نیاز باشد یا اهمیت بیشتری داشته باشد استفاده کننده باید این نیازها را به تولید کنندگان پمپ متذکر شود:
•    حجم و مساحت سطحی مخزن اصلی
•    زمان مورد نیاز برای رسیدن به فشار نهایی
•    انواع لایه های منطقه داغ
•    خروج گاز از قطعات بارگذاری شده و قید و بند مرتبط.

شکل 12: سیستم پمپ خلا.

در برخی موارد، کوره ها بعد از رسیدن به خلا مورد نظر با فشار جزئی از یک گاز (آرگون، هلیوم، هیدروژن یا نیتروژن) پر می شوند که فرایند کامل شود. در سخت گردانی فولاد زنگ نزن از فشار جزئی برای کاهش تبخیر کروم از سطح قطعه استفاده می شود یا قالب گیری تزریقی فلز در فشار هیدروژن انجام می شود.

شکل 13: کوره خلا تزریق فلز که تحت فشار جزئی هیدروژن اجرا می شود.

اندازه قطعه بارگذاری شده (شکل های 14 و 15) اغلب نشان دهنده مدل و خصوصیات مورد نیاز کوره خلا است، مثل دمای اجرائی و نوع سرد کردن (روغن یا گاز) و فشار سرد کردن مورد نیاز برای سرد کردن قطعات بارگذاری شده.

شکل 14: پیچ پزشکی کربن دهی شده در خلا با وزن 8/2 گرم.

شکل 15: راه انداز راکت سخت شده در خلا با وزن 18 تن