20世纪60年代开发、70～80年代处于逐步完善过程的真空渗碳技术，长期未得到广泛应用。主要问题是甲烷在低压下很难裂解，丙烷在真空中裂解后会形成大量炭黑。直到90年代开发出利用乙烷、丙烷或丙烯的低压脉冲渗碳和低压渗碳-扩散过程优化方式，以及离子渗碳技术的出现才使炭黑的危害得以消除。乙炔除在低压下容易裂解、渗碳时工件表面可获得均匀渗层外，最可贵的一点是可在工件不通孔的内表面得到均匀的渗层。70年代美国为扩大真空油淬热处理炉的销售而输入天然气进行试验时偶然发现渗碳效果，从而提出了真空渗碳概念。70年代末，法国、日本等国家开始研究将这一技术并进行生产性应用。1980年，法国在PVF300型真空淬火炉上添加渗碳装置后进行的试验获得了较满意的结果，并在试验室里初步建立了富化率理论。1982年他们在法国国家热处理学会展示了低压渗碳过程。1985年开发出计算机模拟软件，并于1988年建造了第一条连续生产线。1992年ECM公司为雪铁龙公司的变速器齿轮生产提供了第一台ICBP型低压真空渗碳工业炉。

丙烷在真空（低压）下以下列方式裂解：，，，。在等离子场作用下，丙烷以方式裂解，甲烷以方式裂解，钢件表面对这种裂解有催化作用，裂解形成的活性炭原子在高温下固溶于奥氏体中并逐步向内部扩散形成沿表面层的碳浓度的梯度分布。

低压渗碳工艺可与各种真空炉配套使用，用户可根据各自的产品特点、生产规模及装备状况等，选择合适的炉型。①单室高压气淬真空炉。该炉投资少、一炉多用，既可进行工模具的真空热处理及其他真空处理工艺，又可实施低压渗碳工艺。但这种炉型一般气冷压力限于l兆帕或1.5兆帕以内，对截面积较大的零件或淬透性较差的材料不能实现渗碳后直接淬火。典型的炉型见图1。②双室及三室真空炉。双室炉分为双室油淬炉和双室气淬炉，具体的选择原则主要依据要处理零件的材料、形状及性能要求。由于气淬技术发展较快，其具有变形小、无后道清洗、环保等特点，深受用户青睐并获得越来越广泛的应用，但其应用范围受材料淬透性的限制。室气淬炉可达到2兆帕气冷压力，又采用独立的冷却室，使冷速大大提高。为了使一炉多用，降低投资规模，在一台炉子上能实施更广泛的材料的热处理工艺，IPSEN公司研究开发了一种三室炉，即中间为加热室，而两端分别为油淬室和气淬室（图2）。该炉具有较大的灵活性，且两端均可装出料，使用、维修方便。

图1 单室真空炉

图2 三室真空炉

真空（低压）渗碳的一般工艺是在抽到0.1～1帕真空度的冷壁式真空炉内把工件加热到900～1050℃的渗碳温度，随即往炉中以间歇方式通入100～1000帕压力的丙烷（强渗期），然后停止通气保持温度（扩散期），经一定时间扩散，降温到840～860℃在油或惰性气体中施行淬火，最后在180～200℃的空气炉中进行回火。钢件渗碳层中的典型碳浓度分布示于图3。

图3 钢件低压渗碳的渗层浓度分布

乙炔在真空中高温下可完全裂解为碳和氢，且易于扩散到渗碳件的各个部位，形成均匀的渗碳效果。尤其是工件内孔壁和不通孔(如内燃机喷油嘴)内都可以获得理想的渗碳质量，这是其他任何渗碳气体都无可比拟的。

①没有晶间氧化。②由于真空渗碳设备和工艺的特点，能够采取更高的渗碳温度，缩短处理时间，效率高。③由于真空渗碳工艺的灵活性，可以允许很多种材料进行真空渗碳处理。④真空渗碳工艺能够产生比较均匀的渗碳层，在整个齿轮（齿顶-节径-齿根）上产生比较均匀的碳分布。⑤真空渗碳设备可与冷加工设备连成一条生产线，渗碳过程洁净、安全、操作简单、维修容易。工作条件优越（无明火、热和污染）。⑥能够实现热处理过程和零件批量生产的全自动化。⑦采用计算机模拟实现精确工艺控制，并可以调整现有热处理工艺。⑧真空炉的特点决定了只有在有需要进行零件渗碳时才耗能，而如果不需要进行零件渗碳，就可以停炉，不耗能。⑨对真空渗碳处理后的零件进行测量，其变形可以控制到最小程度。