A têmpera de óleo a vácuo é aquecer a peça de trabalho na câmara de aquecimento a vácuo e movê-la para o tanque de óleo de têmpera.O meio de têmpera é o óleo.O óleo de têmpera no tanque de óleo é agitado violentamente para resfriar a peça de trabalho rapidamente.
Este modelo tem como vantagens que peças brilhantes podem ser obtidas através da têmpera a vácuo em óleo, com boa microestrutura e desempenho, sem oxidação e descarbonetação na superfície.A taxa de resfriamento da têmpera a óleo é mais rápida que a da têmpera a gás.
O óleo a vácuo é usado principalmente para têmpera em meio de óleo a vácuo de liga de aço estrutural, aço de rolamento, aço de mola, aço de matriz, aço de alta velocidade e outros materiais.