氣體碳氮共滲是上世紀(jì)70年代以來被廣泛使用的一項傳統(tǒng)熱處理技術(shù)。該技術(shù)由于氮的滲入使鋼的臨界點(A1、A3)下移，可以適當(dāng)降低淬火溫度，減少淬火變形。氮的滲入還可使淬透性增加，不僅對合金鋼，對一般碳素鋼也可以實施碳氮共滲及油淬處理，從而提高硬度和表面耐磨性。這個重大優(yōu)點促使該技術(shù)被廣泛應(yīng)用。但是，由于該技術(shù)使用的滲劑中有含氧介質(zhì)，所以碳氮共滲結(jié)果會導(dǎo)致滲層組織有晶界氧化層產(chǎn)生。
為了避免傳統(tǒng)碳氮共滲技術(shù)的上述問題，近年來大力研發(fā)了真空(低壓)碳氮共滲新技術(shù)。這種新技術(shù)是在100~3000Pa的真空狀態(tài)下進(jìn)行的，滲劑中沒有含氧介質(zhì)，金屬表面的化學(xué)反應(yīng)是單向的分解反應(yīng)。真空碳氮共滲技術(shù)保留了氣體碳氮共滲的基本特點，但滲劑氣體中無含氧介質(zhì)，可以在滲層組織中杜絕晶界氧化層；共滲壓力低，使用的滲劑氣體量少，廢氣排放量也大幅度減少，其優(yōu)點是顯而易見的。
真空碳氮共滲時，由于氮的滲入使工件的表面性能獲得明顯提高：（1）比滲碳溫度低，工件淬火畸變量明顯減少，精度提高。（2）工件淬透性增加，即使碳素鋼也能在真空爐中油淬，淬硬性明顯增加，從而可以使廉價碳素鋼達(dá)到合金鋼的性能。（3）抗回火軟化溫度提高。（4）耐磨性和抗疲勞強度性能提高。（5）耐腐蝕性增強。該技術(shù)由于氣氛中無含氧介質(zhì)，在滲層中杜絕了晶界氧化層，確保了滲層性能；同時由于使用介質(zhì)的氣量可控，既節(jié)約資源，又可使碳及廢氣的排放量大幅度減少，屬于清潔型生產(chǎn)技術(shù)。由于以上特點，在目前綠色經(jīng)濟(jì)及低碳經(jīng)濟(jì)的環(huán)保大趨勢下，該技術(shù)在制造業(yè)，特別是高速發(fā)展的汽車制造業(yè)中獲得很大的推廣。該技術(shù)在變速箱零件特別是在高表面負(fù)荷、高旋轉(zhuǎn)疲勞壽命類零部件上的應(yīng)用 研究 十分活躍；在合金鋼制零部件、工模具上應(yīng)用也相當(dāng)廣泛；特別值得關(guān)注的是：該技術(shù)在價格低廉的碳素鋼制零部件及模具上的應(yīng)用已成為近年國際流行的做法。
真空碳氮共滲技術(shù)適用于普通碳素鋼、合金鋼、粉末冶金件。其典型工藝如：處理溫度為850℃，滲劑為乙炔之類的碳?xì)浠衔餁?氨氣，壓力為100~3000Pa。使用此工藝的16MnCr5鋼共滲120分鐘后，層深0.45mm，硬度745HV。 研究 工作表明，量大面廣的碳素鋼基礎(chǔ)的零部件通過真空碳氮共滲后，由于氮的滲入，淬透性增加，可以實現(xiàn)真空加熱后用油淬來提高硬度和耐磨性，從而延長壽命，節(jié)約資源。
目前真空碳氮共滲技術(shù)的研發(fā)難點在于精確控制滲層深度。航空制造業(yè)中所使用的優(yōu)質(zhì)材料，其碳氮共滲層深范圍最小差值一般為0.15mm。滲層愈薄，允許偏差愈小，精度要求愈高；尤其在批量生產(chǎn)時，裝爐量愈大，均勻性要求愈高，技術(shù)上的難度也愈大。實踐中層深、硬度、畸變量三者間互相關(guān)聯(lián)、相互影響，會使很多形狀復(fù)雜的零件綜合技術(shù)指標(biāo)很難達(dá)標(biāo)。這方面的技術(shù)障礙還有待突破。
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