氮碳共滲工藝是在液體滲氮基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。早期氮碳共滲是在含氮化物的鹽浴中進(jìn)行的。由于處理溫度低，一般為500~600℃，過程以滲氮為主，滲碳為輔，所以又稱為軟氮化。

氮碳共滲工藝的優(yōu)點(diǎn)：

1)氮碳共滲層硬度高，碳鋼氮碳共滲處理后滲層硬度可達(dá)570~680HV，模具鋼、高速鋼、滲氮鋼共滲后硬度可達(dá)850～1200HV；滲層脆性低，有優(yōu)良的耐磨性、耐疲勞性、抗咬合性、熱穩(wěn)定性和耐蝕性。

2)工藝溫度低，且可不淬火，工件變形小。

3)處理時(shí)間短，經(jīng)濟(jì)性好。

4)設(shè)備簡單，工藝易掌握。

存在的問題是：滲層淺，承受重載荷零件不宜采用。

氮碳共滲工藝也有氣體、液體和固體氮碳共滲工藝。使用最多的是氣體氮碳共滲工藝，尤其是以尿素、甲酰胺、三乙醇胺為滲劑的氣體氮碳共滲為多。目前國內(nèi)外采用比較多的是低溫氣體氮碳共滲。

固體氮碳共滲工藝較少應(yīng)用。早期使用的液體氮碳共滲主要是在氰鹽和氰酸鹽溶液中進(jìn)行。由于氰鹽劇毒，公害嚴(yán)重，后來隨著研究出許多新的滲劑，它就慢慢地被其他滲劑代替了。

氣體氮碳共滲使用較廣，其氣源為C02+NH3，CO2與NH3的體積比為0.05：1。將工件置于密封的爐內(nèi)通入氣源進(jìn)行處理，對(duì)沖裁模處理溫度為530~540℃，時(shí)間為1.3~3.5h，氮碳共滲后出爐空冷，模具硬度為65~68HRC，比淬火、回火熱處理工藝后的硬度提高4～5HRC。

典型舉例1：球墨鑄鐵拉深凹模的氮碳共滲

球墨鑄鐵具有良好的潤滑及減摩作用，氮碳共滲后，氮與鐵結(jié)合生成氮鐵化合物，表面形成硬度高的白亮層，而球墨則不與氮作用仍露于表面。氮化層具有良好的抗粘著磨損能力，因此選用球墨鑄鐵作模具材料，并氮碳共滲處理，可大大減少粘著磨損。

熱處理工藝如下：

(1)正火經(jīng)(900±10)℃保溫后出爐空冷，(560±10)℃高溫回火，處理后硬度為240~300HBW，此工藝為氮碳共滲作組織準(zhǔn)備。

(2)氮碳共滲700℃加熱保溫4h，通入氨氣量為600~700L/h，酒精70~75滴/min，爐內(nèi)壓力500~800Pa，氮碳共滲處理后，將模具從爐中取出放入鹽水中急冷，提高基體硬度，并在氮化層附近獲得鐵氮系馬氏體，可進(jìn)一步提高模具壽命。

(3)回火在200℃回火1h以上。

經(jīng)上述工藝處理后，氮化層深度為0.05 mm左右，硬度為760~850HV。

典型舉例2：0406柴油過濾殼體二次拉深凹模，被拉深件的材料為厚度1.2mm的08冷軋鋼板，由Φ66mm×51mm，拉深到Φ50mm×76mm，模具采用QT600-3球墨鑄鐵，加工工藝過程是：鑄造→正火→高溫回火→機(jī)械加工→氮碳共滲+鹽水急冷→低溫回火。經(jīng)上述工藝加工后，凹模單次壽命為3100~3900件，總壽命>10000件。原采用Cr12淬火+低溫回火（或鍍鉻），單次壽命僅有200~300件；采用GW50鋼結(jié)硬質(zhì)合金淬火+低溫回火，單次壽命為600件，總壽命857件，以內(nèi)孔嚴(yán)重粘模而失效。

典型舉例3：燈殼凹模及壓邊圈，被拉深件材料為厚度1. 0mm的08冷軋鋼板，將圓片料一次拉深完成，模具選用CrWMn制造，壽命較低，后改用球墨鑄鐵氮碳共滲處理的凹模后，單次壽命達(dá)3000件左右，總壽命達(dá)到33600件以上。

凹模在使用過程中，如發(fā)現(xiàn)壽命明顯降低，可用細(xì)砂布將凹模打光，重新氮碳共滲后繼續(xù)使用。