分级淬火-低温碳氮共渗工艺是奥氏体化后的工件，淬入含有活性碳、氨原子的浴槽中进行马氏体分级淬火，在分级保温过程中同时进行低温碳氨共渗的综合热处理工艺。对于高速钢分级淬火低温碳氮共渗所用介质为w[(NH₂)₂CO]60% w(KCl)15% w( Na₂CO₃ )22% w(NaOH)3%。上述物质混合均勾并于400℃烘干后即可使用。浴槽温度一般为560~620℃工件淬人后也以不超过680℃为宜。由于淬人时工件温度较高，所以共渗过程进行得也较迅速。通常情况下是，在低温碳氮共渗介质中分级淬火3~4min,就能获得一般低温碳氮共渗数小时方能得到的共渗层厚度。应用这一盐浴，还可在高速钢回火时进行低温碳氮共渗。

尚应指出，对于高速钢工件分级淬火低温碳氮共渗或回火低温碳氮共渗后都应在450~560℃硝盐中进行中和，清洗掉表面黏附的残盐。分级淬火低温碳氮共渗处理可提高高速钢刀具的切削寿命，适用于形状简单、热处理变形要求不严格的模具; 也可应用于部分模具钢(如4CrSSiMoV) 及硬质合金等。