1.低碳鋼滲碳、滲氮及碳氮共滲
滲碳是傳統(tǒng)的表面化學(xué)熱處理工藝，滲碳鋼（低碳低合金鋼、低碳高合金高溫滲碳鋼）經(jīng)滲碳淬火后表面高硬耐磨、心部強(qiáng)韌。滲碳工藝發(fā)展一方面是滲碳介質(zhì)的改進(jìn)，如加入增加滲速的添加劑，采用強(qiáng)滲--擴(kuò)散的交替循環(huán)工藝提高滲速、改善滲層組織等。
隨著真空技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了真空低壓滲碳及等離子滲碳。易普森等公司開發(fā)的乙炔低壓滲碳工藝是在10mbar以下的低壓下，以乙炔為滲碳介質(zhì)在真空爐內(nèi)進(jìn)行。其特點(diǎn)是滲速快、滲層均勻、碳黑少、滲后工件光亮；另外，對(duì)滲層要求較薄的沖壓滾針軸承類零件碳氮共滲或滲碳而言，滲層深度、成分的控制及如何提高滲速更是一大難題，采用真空低壓滲碳技術(shù)將有利用解決這些問題。
對(duì)高合金滲碳鋼進(jìn)行等離子滲碳可提高滲速、減少表面粗大碳化物的形成。對(duì)低碳鋼制滾針軸承內(nèi)外圈及保持架采用滲氮或碳氮共滲，可提高其耐磨性及耐蝕性、降低摩擦系數(shù)。
2.高碳鉻軸承鋼的滲碳或碳氮共滲
高碳鉻軸承鋼一般是整體淬硬，淬后的殘余應(yīng)力為表面拉應(yīng)力狀態(tài)，易造成淬火裂紋、降低軸承的使用性能。通過對(duì)其進(jìn)行滲碳、滲氮或碳氮共滲，提高表層的碳、氮含量，降低表面層的Ms點(diǎn)，在淬火過程中表面后發(fā)生轉(zhuǎn)變而形成表面壓應(yīng)力，提高耐磨性及滾動(dòng)接觸疲勞性能。最近的研究還表明：高碳鉻軸承鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲后還可提高軸承在污染條件下的接觸疲勞壽命。一般，在淬火加熱時(shí)，通過控制氣氛的碳（氮）勢(shì)，可達(dá)到以上目的。但如果對(duì)高碳鉻軸承鋼進(jìn)行超常滲碳（碳勢(shì)>2%），則必須加大加工余量，去除滲碳淬火后表層的粗大碳化物。
3.工藝控制
滲碳（滲氮或碳氮共滲）氣氛的檢測(cè)和控制是關(guān)鍵參數(shù)，最早是采用露點(diǎn)儀、CO2紅外分析儀，目前主要采用氧探頭來(lái)檢測(cè)碳勢(shì)（或氮?jiǎng)荩浞磻?yīng)速度快，可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，配合CO2紅外分析儀或其他測(cè)量措施（如易普森開發(fā)的HydroNit探頭）可對(duì)碳勢(shì)（或氮?jiǎng)荩?shí)行精確控制。
工藝控制的另一方面是滲碳（滲氮或碳氮共滲）過程的計(jì)算機(jī)模擬控制。碳在鋼中傳遞和擴(kuò)散的計(jì)算機(jī)模擬開始于20世紀(jì)80年代，之后進(jìn)一步開發(fā)了人機(jī)對(duì)話軟件（Carb-o-Prof），使人們可以現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算不同鋼種在滲碳過程中任一時(shí)間碳的傳遞與擴(kuò)散速度。該軟件考慮了溫度、碳勢(shì)等工藝參數(shù)變化的影響，可以實(shí)現(xiàn)所需的表面碳含量及滲層深度的工藝參數(shù)的計(jì)算，并能根據(jù)工藝過程中的參數(shù)發(fā)生的變化或出現(xiàn)的干擾自動(dòng)調(diào)整碳勢(shì)、滲碳時(shí)間等工藝參數(shù)，以達(dá)到工件預(yù)定的要求。最近，又推出了“Carb-o-Prof-Expert”專家系統(tǒng)。該軟件集成了大多數(shù)滲碳鋼及滲碳淬火的物理冶金知識(shí)、設(shè)備性能、工件的技術(shù)要求等數(shù)據(jù)，只要向計(jì)算機(jī)輸入工件的鋼種、重量、幾何尺寸、淬透性、滲層要求及爐型等數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)便會(huì)輸出一個(gè)滲碳工藝，并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)該工藝。
