渗碳工艺的基本原理是，在高温下，将含碳的气体或固体与刀具表面接触，使碳原子扩散到刀具表面的金属晶格中，形成一层高碳的合金层。这层合金层的硬度比刀具本身的硬度高得多，可以达到60-70 HRC，而刀具内部仍然保持低碳的原始组织，具有较好的韧性和抗冲击性。这样，就可以使刀具在承受高速切削、摩擦和冲击等作用时，不易磨损、变形或断裂。
渗碳工艺的步骤大致分为三个阶段：预热、渗碳和回火。预热阶段是为了使刀具均匀地升温，消除内部应力，减少变形和裂纹。预热温度一般为800-900℃，时间为1-2小时。渗碳阶段是将刀具放入含碳的气体或固体中，使其与刀具表面发生化学反应，产生碳原子，并扩散到刀具表面。渗碳温度一般为900-950℃，时间为2-4小时。回火阶段是为了消除渗碳层的内应力，提高其韧性和稳定性。回火温度一般为150-200℃，时间为1-2小时。

渗碳工艺的优点是可以显著提高刀具的硬度、耐磨性、抗疲劳性和抗腐蚀性，延长刀具的使用寿命，提高切削效率和质量。
渗碳工艺是一种简单而有效的刀具制造方法，它可以使刀具在表面形成一层高硬度的合金层，而内部仍然保持低硬度的原始组织。这样，就可以使刀具既有足够的强度和韧性，又有良好的耐磨性和抗冲击性。渗碳工艺已经成为现代机械加工行业不可或缺的一种技术手段。