将工艺气体催化再生后，再送回热处理炉中，渗碳淬火炉的工艺气体消耗量可节省高达90%。即工艺气体消耗近于零的气体渗碳法 ——HybirdCarb。现已应用于实际热处理生产。
1.常规气体渗碳方法缺点
常规气体渗碳方法应称为“换气渗碳”，也就是说这种方法要向炉内不断通入一定量的保护气氛，再从排气口排出烧掉。这种方法的缺点之一是保护气氛燃烧导致的热损耗大；二是排气口烧掉的气氛要通入新的保护气补充。
连续换气的载气一般从炉子的淬火室排除烧掉，这就导致碳的利用率极低。比如由载气和冨化气通入炉内的碳为100g ，而实际渗入工件表面的碳只有2g ，即2% ，也就是说98% 是碳流经炉子最后在排气口白白地烧掉了。
2.一种全新的渗碳方法——HybridCarb渗碳法
1 ）Ipsen 公司研发的新的渗碳方法，其工艺特点之一是，保护气氛不会以废气的形式烧掉，而是由气氛循环系统将废气经过一个中间调节室（准备室），低碳势气氛在这里通过添加极少量富化气（如天然气）使碳势升高到所需值（降低碳势采用加入空气的方式），再送回加热室内渗碳使用，见图1 。
图1 再生单元与渗碳炉连接简图
2 ）工业应用及其效果。图2 为RTQ-17 多用炉和再生单元实例。典型的RTQ-17 多用炉的装料实例为：装炉量2t ，渗碳层深度2.5mm 。
图2 与RTQ-17炉相连的再生单元
图3 为RTQ-17 多用炉的工艺曲线，其温度、碳势及CO 值与常规的吸热式气氛渗碳无差异。32.5h 的工艺周期对2.5mm 的渗层来说也在正常范围内。
图3 2t的炉料及2.5mm渗层深度打印出的工艺曲线
可以看出，尽管在整个工艺过程中长时间没有排气烧掉，所处理的工件无大的差异。在32.5h 的处理周期中，其中29h 无排气，也就是说89% 的时间都是由气氛再生系统在工作，从而节省了大量的气体。
同时，渗碳结果如表面含碳量、碳浓度梯度、渗碳层深度、有效硬化层深度、表面硬度以及显微组织都与设定值相同。
再生系统最大的优点是省气。在整个32.5h 的工艺过程中仅消耗了19.76m 3 天然气用于排气阶段的载气制备以及再生阶段维持炉压；此外用于炉内碳势控制在整个工艺过程中消耗了3.9m 3 天然气作为冨化气，这样整个工艺周期共消耗了23.66m 3 的天然气。见表1 。
表1 渗层深2.5mm采用再生法所消耗的天然气
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工艺时间/h |
再生室消耗量/m 3 |
炉子消耗量/m 3 |
总消耗量/m 3 |
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32.5 |
19.76 |
3.9 |
23.66 |
若采用吸热式气氛，则载气消耗约18.8m 3 /h ，32.5h 共消耗611m 3 的吸热式气氛，制备这些吸热式气氛以及冨化气的消耗总共约154.4m 3 的天然气。也就是说相当于再生法耗量的6 倍，或者说对这种深层的渗碳周期再生法可节约84.7% 的工艺气体。
表2 汇总了不同装炉量、不同层深的渗碳及光亮淬火工艺的气体消耗数据。从表2 中可以看出，与吸热式气氛相比，对渗碳来说工艺气体可以节省80%~90% ；对于象光亮淬火这样极短的热处理周期，工艺气体也可节省75% 左右。
表2 在TQ/RTQ-17炉中不同装炉量、不同工艺的天然气耗量
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01
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? 碳氮共渗工艺及其应用
? 氮碳共渗工艺及其应用
? 渗金属等化学热处理工艺
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? 渗碳或者渗氮的质量控制
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论 要求
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