+ Chất thấm thể rắn: Là loại chất thấm cổ xưa nhất, hiện cịn dùng nhiều ở nước ta. Chất thấm này chủ yếu là than gỗ (hay mùn cưa) -80 - 95% và lượng nhỏ các muối cacbơnat (Na2CO3, BaCO3...) hoặc muối khác cĩ tác dụng xúc tác, làm nhanh quá trình thấm. Sau khi trộn đều, cho vào hộp cùng với chi tiết, đậy kín rồi đem nung lên đến nhiệt độ thấm sẽ cĩ quá trình sau:
Than gỗ (mùn cưa) cháy trong điều kiện thiếu oxy sẽ tạo nên ơxyt cacbon: 2C + O2 --> 2CO
Khí CO khi gặp bề mặt thép lại bị phân tích 2CO --> CO2 + Cnguyêntử
Cacbon nguyên tử vừa mới tạo thành bị hấp thụ và khuếch tán vào thép ở dạng dung dịch rắn Austenit với nơng độ cacbon cao dần:
Cnguyêntử + Fe --> Fe (C)0,1-->0,8÷1,2%C
Các muối bị phân hĩa và xúc tác như sau: BaCO3 --> BaO + CO2
CO2 + Cthan --> 2CO bề mặt thép
2CO ---> CO2 + Cng. tử
Đặc điểm của thấm Cacbon thể rắn là:
♦ Thời gian dài (do tốn cơng và nhiệt nung nĩng cả hộp than), điều kiện lao động xấu (bụi than), khĩ cơ khí hĩa.
♦ Nồng độ Cacbon ở bề mặt thường đạt tới 1,2-1,3%C (ứng với giới hạn bão hịa, đường SE ở 900oC), cĩ lưới Cacbit (Xêmentit II) làm xấu chất lượng.
+Chất thấm thể khí:
Như đã thấy ở trên, tuy thấm Cacbon thể rắn song vẫn phải thơng qua pha khí. Cĩ thể dùng trực tiếp các khí thấm như CO hoặc CH4 để thấm.
Trong thực tế người ta chế tạo khí thấm Cacbon từ khí đốt thiên nhiên mà thành phần chủ yếu của nĩ là CH4 (mêtan), cĩ tác dụng thấm rất mạnh. Muốn thấm được tỷ lệ của nĩ trong hỗn hợp chỉ cần 3-5% (trong khi đĩ CO phải hơn 95%), theo phản ứng:
CH4---> 2H2 + Cng. tử
Người ta phải pha lỗng và pha chế khí thiên nhiên sao cho nĩ cĩ nồng độ thích hợp để chỉ tạo nên lớp thấm cĩ 0,8-1,0% theo yêu cầu. Đĩ là ưu điểm nổi bật của thấm Cacbon ở thể khí.
Ở các nước cơng nghiệp thấm Cacbon thể khí ở trong các lị băng tải cĩ phân các vùng nhiệt độ và khí thấm theo yêu cầu, sau khi đi hết 1 vịng, chi tiết lần lượt được nung nĩng, thấm Cacbon, tơi, ram, làm sạch.
Khi khơng cĩ lị băng tải và khí thiên nhiên cĩ thể dùng lị chu kỳ với nhỏ giọt dầu hỏa. Ở nhiệt độ cao dầu hỏa bị nhiệt phân và tạo nên các hyđrơ cacbon, chúng cũng cĩ tác dụng thấm tuy yếu hơn mêtan. Với cách nhỏ giọt dầu hỏa thích hợp (mạnh trong thời gian dầu, giảm đi sau đĩ) vừa tăng được năng suất thấm vừa bảo đảm bề mặt thấm khơng bị quá bão hịa Cacbon.
Vậy thấm ở thể khí cĩ 3 ưu điểm sau:
Năng suất cao, thời gian thấm tương đối ngắn.
Chất lượng tốt, bảo đảm nồng độ C qui định trong lớp thấm.
Dễ cơ khí hĩa, điều kiện lao động tốt.
+Chất thấm thể lỏng: Ít dùng do năng suất thấp, chỉ áp dụng được cho chi tiết bé, điều kiện lao động xấu.