在機械加工過程中，對機械零件進行熱處理，必須將其放入各式加熱爐中加熱，達到預定溫度后，保溫一段時間后出爐，再進行冷卻，來完成一個熱處理工序。在機械制造業(yè)中，處理的零件大部分是鋼鐵材料，鋼鐵零件在爐中加熱，500℃時表面產(chǎn)生氧化，即發(fā)生脫碳現(xiàn)象。如果是對毛坯件的處理，隨后還有加工余量，可保證將氧化脫碳層去除。如果是最后熱處理過程，零件僅留少量的磨加工量。如果氧化脫碳層深，最后加工不能去除，將大大降低零件熱處理后的性能。

鋼鐵零件在加熱時的脫碳現(xiàn)象，是因為加熱介質(zhì)中存在氧氣，只要隔絕氧氣加熱，就可避免氧化脫碳現(xiàn)象，這就要求不要在空氣爐中加熱，通常是在鹽浴爐中加熱。用鹽浴來隔絕氧氣，必須對鹽浴進行脫氧處理。處理的鹽渣及蒸汽對環(huán)境也有污染。也有用真空爐進行處理的，但密封技術要求較高，且爐膛不能做的太大，限制了它的應用。

在工業(yè)中大量采用的是氣體保護爐。在熱處理過程中，采用的氣體是多種多樣的，有用氬氣保護的，有用氮基保護的，大量采用氮基保護氣氛。

用氮基保護可以不使鋼鐵零件產(chǎn)生氧化脫碳，大大提高熱處理零件的表面質(zhì)量，特別是處理一些形狀復雜的工具模具，它們經(jīng)過淬火后，型腔不再進行加工，如果有氧化脫碳現(xiàn)象將大大降低表層的硬度，也就是降低其耐磨性和使用壽命。而采用氮基保護氣氛中性加熱，工作表面不再產(chǎn)生任何氧化脫碳現(xiàn)象，也就提高了工件表層熱處理質(zhì)量，延長了工件的使用壽命。

熱處理設備中，為了使用不同的氣體進行保護，有一種多用爐或流態(tài)化爐，可以使用氮氣與各類載體按不同的比例配合，可以進行氮化、氮一碳共滲（軟氮化）、滲碳等多種化學熱處理。

基于深圳工業(yè)氣體對加熱處理過程提供保護，并且能配制以上各種不同載氣進行各種不同的化學熱處理，不僅方便了材料的熱處理工藝，極大地提高了熱處理效率。

氮基保護氣氛是以純氮（99.99%）或工業(yè)氮為原料氣體，加入適當碳氫化合物（例如天然氣、丙烷等），必要時還加入某些參加反應的氣體，例如氫氣、氨氣、二氧化碳、空氣等，從而制成以氨氣為主要成分的混合氣。這類氣體不含或含有一定的還原性氣體，可廣泛應用于各種加熱過程，如光亮熱處理、化學熱處理、釬焊以及粉末冶金燒結等工藝過程。

用于熱處理的氮氣大體可以分為以下幾種：

一、純氧氣 一般指含氮氣99.99%以上的保護氣。

二、氨基中性保護氣 是指對鋼鐵不氧化、不脫碳、不滲碳的保護氣。這種保護氣還具有一定還原性。由于其對各種含碳量的鋼都有保護性，只要加熱周期相同，不同含碳量的鋼都可以在同一爐中處理，可用于淬火、退火、回火等高、中、低溫各種熱處理工序，達到光亮的效果。常用的中性氣體有以下幾種：

1. 氮氣+氫氣 ：該保護氣具有一定的還原性和微弱的脫碳性。氣體中的含氫量一般控制在0.5%~3%不等。

2.氮氣+ 一氧化碳 + 氫氣：該保護氣可用于鋼結構、工具鋼、軸承鋼的無氧化、無脫碳、無滲碳熱處理，例如在一氧化碳含量0.5%~1%、氫氣1%~2%的保護氣中對工模具鋼、高速鋼、軸承鋼進行退火、淬火處理。在一氧化碳+氫氣含量達到2%的氮基氣氛中，將含碳量為1%的高速鋼加熱至1200℃，40分鐘后基本無脫碳現(xiàn)象。這種保護器的制備可用工業(yè)氮氣經(jīng)甲醇凈化獲得。

3.氮基碳勢氣氛：這是一種活性成分含量較高的氮基氣氛。通常可在氮氣中加入適量添加劑（碳氫化合物或烴的含氧衍生物）可獲得碳勢氣氛，供滲碳處理。

4.氮-甲醇保護氣：這是目前國外廣泛采用的一種氮基氣氛?？刂频c甲醇的比例，使氣氛中一氧化碳：氫氣：氮氣=1：2：2。

采用氮基氣氛熱處理的優(yōu)點：一是節(jié)約能源。與吸熱式氣氛相比，使用氮基氣氛可節(jié)約燃料消耗25%~85%。二是氣源豐富。氮基氣氛中氮源的制備因主要來自空氣，氣源十分豐富。三是可提高產(chǎn)品質(zhì)量。氮基氣氛含一氧化碳和氫氣含量少，大大減少氫脆和內(nèi)氧化。通常吸熱式氣氛由于一氧化碳和氫氣含量高，對鋼鐵而言是一種還原氣體。但一氧化碳對鉻、錳、鍶、鉬、鈦等元素都是一種氧化劑。所以吸熱式氣氛對碳鋼是光亮加熱氣氛，而對合金鋼加熱表面形成黑色氧化物。例如不銹鋼、軸承鋼鉻含量較高，由于鉻和氧的親和力很強，所以鉻在一氧化碳和二氧化碳氣氛中要氧化。在吸熱式氣氛中一氧化碳含量達到25%左右，所以對大多數(shù)不銹鋼、軸承鋼、高鉻鋼在吸熱式氣氛中熱處理結果不理想。在鋼的表面會產(chǎn)生一層氧化層。同樣鉻在水氣氛中也會氧化。因此對高鉻合金鋼來說，采用吸熱式氣氛從理論上分析是不適合的。而采用氮基氣氛就可減輕合金元素的氧化程度，提高熱處理質(zhì)量。四是適應性廣。氮基氣氛適用于各類碳鋼、合金鋼和不銹鋼以及銅、鋁等有色金屬的熱處理。五是安全性好。氮氣是中性氣體，無毒、不污染環(huán)境、無爆炸危險，便于運輸、管理和使用。

綜合氮基氣氛熱處理有明顯的優(yōu)勢，因此我國的重點企業(yè)和項目已經(jīng)采用了國外的先進氣源裝置和氮基氣氛進行各種熱處理。但是面對量大面廣的國內(nèi)市場，只有大力推廣國產(chǎn)化熱處理設備，才能提高我國的無氧化加熱水平。