離子氮化處理是向工件表面滲入的氮原子，不是像一般氣體那樣由氨氣分解而產(chǎn)生的，而是被電場加速的粒子碰撞含氮氣體分子和原子而形成的離子在工件表面吸附、富集而形成的活性很高的氮原子。

    離子氮化處理時，工件放在爐內的陰極盤上，接上電源抽真空，當爐內壓力降到6Pa左右時，充入氨氣，使爐內壓保持在1.3×102—1.3×103Pa范圍內。由于爐內壓力低，隨后又經(jīng)過加熱作用，進入爐內的氨氣將發(fā)生分解：2NH3=N2+3H2爐內反應所得到的氣體的體積分數(shù)為25%N2和75%H2的低壓環(huán)境。

    在以含氮氣體的低真空爐體內的條件下，氣源通常采用純氨，也可采用分解氨。把金屬工件作為陰極爐體為陽極，在陰極(工件)與陽極(爐體)之間加上高壓(300～900V)直流電源后，稀薄氣體被電離并產(chǎn)生輝光放電，形成氮、氫陽離子，在陰陽極之間形成等離子區(qū)。在等離子區(qū)強電場作用下，氮和氫的正離子以高速向工件表面轟擊。

    離子的高動能轉變?yōu)闊崮埽訜峁ぜ砻嬷了铚囟?。氮、氫等正離子在電場的加速下轟擊零件表面，產(chǎn)生很大熱量以加熱零件，同時使部分鐵原子濺射出來與氮結合生成FeN由于離子的轟擊，工件表面產(chǎn)生原子濺射，因而得到凈化，同時由于吸附和擴散作用，繼而分解出活性氮原子向工件內部擴散而形成氮化層。其在工件表面形成滲氮層，主要有能量轉換、陰極濺射、凝附等具體過程的發(fā)生。