为了提高曲轴的表面硬度，获得良好的耐磨性、疲劳强度和高的耐腐蚀性，通常大功率柴油机曲轴采用离子渗氮（或气体渗氮），它具有渗层厚、时间长、设备复杂等特点。作为汽车和拖拉机用曲轴一般采用铁素体氮碳共渗，其特点为渗层薄、摩擦系数小，因此提高了曲轴的抗咬和擦伤能力、疲劳强度获得高的耐磨性等。其工艺特点为温度低、时间短、化学处理后变形小、节能等，因此大部分曲轴普遍采用该工艺。其技术要求为渗层渗层≥0.10mm，硬度≥420(HV0.1)，脆性≤2级。

目前氮碳共渗有液体、气体和固体三种，液体氮碳共渗具有时间短、渗速快、质量稳定等特点，国内某柴油机厂对曲轴进行液体氮碳共渗，采用德固萨氮化盐(TF1)和氧化盐(AB1)处理曲轴效果不错，国内大部分曲轴制造厂则采用国产氮碳共渗基盐（TJ-2）和氧化盐( Y-1)对曲轴进行化学热处理，液体氮化后的盐浴有轻微毒性，会造成环境的污染，故需要进行中和处理。而采用含氧气氛的气体氮碳共渗，则可避免出现环境污染问题。