輝光離子氮化工藝始于20世紀(jì)60年代末期，當(dāng)時(shí)的西德和瑞士首先將此工藝用在槍炮內(nèi)膛的氮化上，可提高壽命達(dá)三倍,，后來美國及日本相繼將輝光離子加熱原理用于氮化,、燒結(jié),、釬焊等方面,。我國于20世紀(jì)60年代末開始研究,，用此技術(shù)來改善零件表面性能,。
離子氮化與一般氣體氮化相比,，具有如下特點(diǎn):
①離子氮化時(shí)間能縮短到氣體氮化的1/4一1/2,。以38CrMoAIA鋼為例，一般要達(dá)到0.53mm--0.7mm,，氮化層硬度HRN15≥92時(shí),，氣體氮化持續(xù)時(shí)間需70h左右;而離子氮化只需15h-20h。又如4Cr14Ni14W2Mo鋼,，要達(dá)到0.09mm-0.12mm, HRN15≥80時(shí),，氣體氮化時(shí)間需47h，而離子氮化只需15h-20h,。
②零件的氮化表面形成單相結(jié)合層,，而其脆性均為一級，所以零件在使用及磨削加工時(shí),，不會脆裂,。因此，無需對已氮化表面為除脆性層而進(jìn)行磨削加工,，縮短加工周期,。
③離子氮化時(shí)，只對要求氮化的表面進(jìn)行離子轟擊,，故只有氮化表面加溫到氮化溫度,，非氮化表面溫度較低，加之在氮化過程中,，加溫,、保溫、冷卻所用的時(shí)間短,，因而有利于減少零件的變形,。對于一些幾何形狀復(fù)雜、尺寸精度要求高的氮化零件,，采用離子氮化更為優(yōu)越,。基于同一原因,，使離子氮化設(shè)備功率小,，且氮化時(shí)間短，故總的電能消耗只有一般氣體氮化的1/5-1/20
④氣體氮化時(shí),，加熱爐內(nèi)氮?dú)鈮毫σ欢ㄒ笥?05Pa;而離子氮化時(shí),，真空室內(nèi)氮?dú)鈮毫χ灰?60Pa-1300Pa，所耗氛氣僅為氣體氮化的1/5-1/20。
⑤離子氮化的加熱及冷卻時(shí)間約為一般氣體氮化的1/10,。
⑥有些局部氮化零件,，如曲軸后半部、連軸套,、支撐圈,、排氣門等，可以省去鍍錫,、鍍鎳工序,。
⑦可省去氮化前零件表面的繁雜清理工序。由于氮離子轟擊零件表面,，它能還原高合金鋼表面的氧化膜,，不需要在氮化前對氮化表面進(jìn)行噴砂、化學(xué)腐蝕,，或在爐內(nèi)撒放氯化銨。
⑧改善了勞動條件,，基本上沒有氨氣臭味,。
離子氮化雖然有上述優(yōu)點(diǎn)，但也有其不足之處,，如:
①離子氮化所使用的設(shè)備,，較一般氣體氮化的設(shè)備復(fù)雜些，操作不當(dāng)時(shí)易損壞,。
②離子氮化時(shí),，每一種氮化零件均要配置專用夾具，裝爐量少,。
③對操作人員要求具備真空,、高電壓、輝光原理等方面的專業(yè)知識,。
根據(jù)離子氮化特點(diǎn),，可應(yīng)用于各類齒輪、槍炮管,、活塞銷,、氣門、曲軸,、襯套,、氣缸等氮化上。
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