氮碳共渗工艺是在液体渗氮基础上发展起来的。早期氮碳共渗是在含氮化物的盐浴中进行的。由于处理温度低，一般为500~600℃，过程以渗氮为主，渗碳为辅，所以又称为软氮化。

氮碳共渗工艺的优点：

1)氮碳共渗层硬度高，碳钢氮碳共渗处理后渗层硬度可达570~680HV，模具钢、高速钢、渗氮钢共渗后硬度可达850～1200HV；渗层脆性低，有优良的耐磨性、耐疲劳性、抗咬合性、热稳定性和耐蚀性。

2)工艺温度低，且可不淬火，工件变形小。

3)处理时间短，经济性好。

4)设备简单，工艺易掌握。

存在的问题是：渗层浅，承受重载荷零件不宜采用。

氮碳共渗工艺也有气体、液体和固体氮碳共渗工艺。使用最多的是气体氮碳共渗工艺，尤其是以尿素、甲酰胺、三乙醇胺为渗剂的气体氮碳共渗为多。目前国内外采用比较多的是低温气体氮碳共渗。

固体氮碳共渗工艺较少应用。早期使用的液体氮碳共渗主要是在氰盐和氰酸盐溶液中进行。由于氰盐剧毒，公害严重，后来随着研究出许多新的渗剂，它就慢慢地被其他渗剂代替了。

气体氮碳共渗使用较广，其气源为C02+NH3，CO2与NH3的体积比为0.05：1。将工件置于密封的炉内通入气源进行处理，对冲裁模处理温度为530~540℃，时间为1.3~3.5h，氮碳共渗后出炉空冷，模具硬度为65~68HRC，比淬火、回火热处理工艺后的硬度提高4～5HRC。

典型举例1：球墨铸铁拉深凹模的氮碳共渗

球墨铸铁具有良好的润滑及减摩作用，氮碳共渗后，氮与铁结合生成氮铁化合物，表面形成硬度高的白亮层，而球墨则不与氮作用仍露于表面。氮化层具有良好的抗粘着磨损能力，因此选用球墨铸铁作模具材料，并氮碳共渗处理，可大大减少粘着磨损。

热处理工艺如下：

(1)正火经(900±10)℃保温后出炉空冷，(560±10)℃高温回火，处理后硬度为240~300HBW，此工艺为氮碳共渗作组织准备。

(2)氮碳共渗700℃加热保温4h，通入氨气量为600~700L/h，酒精70~75滴/min，炉内压力500~800Pa，氮碳共渗处理后，将模具从炉中取出放入盐水中急冷，提高基体硬度，并在氮化层附近获得铁氮系马氏体，可进一步提高模具寿命。

(3)回火在200℃回火1h以上。

经上述工艺处理后，氮化层深度为0.05 mm左右，硬度为760~850HV。

典型举例2：0406柴油过滤壳体二次拉深凹模，被拉深件的材料为厚度1.2mm的08冷轧钢板，由Φ66mm×51mm，拉深到Φ50mm×76mm，模具采用QT600-3球墨铸铁，加工工艺过程是：铸造→正火→高温回火→机械加工→氮碳共渗+盐水急冷→低温回火。经上述工艺加工后，凹模单次寿命为3100~3900件，总寿命>10000件。原采用Cr12淬火+低温回火（或镀铬），单次寿命仅有200~300件；采用GW50钢结硬质合金淬火+低温回火，单次寿命为600件，总寿命857件，以内孔严重粘模而失效。

典型举例3：灯壳凹模及压边圈，被拉深件材料为厚度1. 0mm的08冷轧钢板，将圆片料一次拉深完成，模具选用CrWMn制造，寿命较低，后改用球墨铸铁氮碳共渗处理的凹模后，单次寿命达3000件左右，总寿命达到33600件以上。

凹模在使用过程中，如发现寿命明显降低，可用细砂布将凹模打光，重新氮碳共渗后继续使用。