(1)深層離子滲氮適用范圍及適用鋼材。一些高速、重載及精密齒輪，如行星傳動的內齒圈、風電機中的偏航齒圈，還有螺桿采用滲氮工藝進行表面硬化處理，最大齒輪直徑已達4m，尤其是齒輪的深層滲氮工藝可以在一定范圍代替滲碳淬火工藝而省掉磨齒的工序，節約了制造成本與工期。

離子滲氮常用齒輪材料，42CrMo、40CrNiMo、25Cr2MoV、34CrNi3Mo等，在進行離子滲氮前一般進行調質處理，以保證齒輪心部強度。

(2)中硬度調質+韌性深層滲氮。齒面以γ′相為主的化合物層比ε+γ′雙相層能提高接觸疲勞強度近40%，因此采用中硬度調質十韌性深層滲氮是提高滲氮齒輪承載能力的重要途徑。

(3)深層可控離子滲氮新工藝。美國費城齒輪公司進行深層1mm的氣體滲氮，工藝周期150h，而后磨掉齒面白亮層。鄭州機械研究所對深層離子滲氮工藝進行了開發研究，僅用60～70h，可使滲氮層達0.8～1. 2mm，表面獲得齒面為γ′相的單相組織，而不需磨掉白亮層，并取得了國家專利。

1)滲氮層組織的控制。離子滲氮工藝的主要優點之一就是可以通過控制爐內氣氛中的氮、氫比例獲得不同的相成分。

2)0. 8～1. 0mm的深層滲氮考慮中硬度基體和獲得良好的滲氮層效果的約束，需采用三段工藝：第一階段強滲，溫度520～530℃，時間12～15h，盡可能在短的時間內施以較高的氮濃度，以獲得較大的氮濃度梯度；第二階段擴散，需加強氮原子在鋼內部的擴散，溫度稍高一些，570～580℃，時間40h左右；第三階段補滲，經擴散之后在表層0.3mm深度范圍內，顯微硬度有不同程度的下降。為此采用與第一階段強滲基本相同的工藝進行補滲，以提高滲層硬化效果。

(4)檢驗結果。滲氮層0.8～1. 2mm，表面硬度可達550～570HV，表面獲得以γ′相為主或單相的化合物層組織。