辉光离子氮化是指利用辉光放电现象使工件表面渗入氮原子的热处理方法。
简介辉光离子氮化是指利用辉光放电现象使工件表面渗入氮原子的热处理方法1。
工作过程采用专用的辉光离子氮化炉，以工件为阴极，炉体为阳极，当炉内真空度抽至(1~0.1Pa)后通入氨气，使真空室内压力约为66.65~1333.2Pa。在两极之间加电压为400~750V ，电流密度为0.5~2.0mA/cm²的直流电，在高压电场作用下，产生辉光放电，氨气发生部分分解形成氮和氢的正离子和电子。具有高能量的氮离子轰击工件表面，由动能转化为热能加热工件，同时氮离子吸取电子还原成原子被工件表面吸收并向内层扩散。离子轰击工件表面还产生阴极溅射，溅射出铁离子与氮离子化合形成氮化铁FeN，FeN重新附着在工件表面，然后分解为Fe2N和Fe3N并放出氮原子向工件内扩散1。
原理辉光离子氮化是利用辉光放电原理进行的。辉光放电是当气体越过电晕放电区后，若减小外电路电阻，或提高全电路电压，继续增加放电功率，放电电流将不断上升。同时辉光逐渐扩展到两电极之间的整个放电空间，发光也越来越明亮。当电子能f提高，也就是增强电场的操作参数，则能使电晕放电过渡到辉光放电。
特点辉光离子氮化作为七十年代兴起的一种新型渗氮方法与一般的气体渗氮相比，辉光离子渗氮的特点是：
1）渗氮速度较快，可适当缩短渗氮周期，离子氮化时间短，能缩短到气体氮化时间的1/3～2/3。
2）渗氮层脆性小，离子氮化表面形成的白层很薄，甚至没有，另外引起的变形小，特别适宜于形状复杂的精密零件。
3）可节约能源和氨的消耗量，电能消耗为气体氮化的1/2～1/5，氨气消耗为气体氮化的1/5～1/20。
4）易于实现局部氮化，只要设法使不欲氮化的部分不产生辉光即可，非渗氮部位便于保护，采用机械屏蔽、用铁板隔断辉光，即可保护。
5）离子轰击有净化表面作用，自动去除钝化膜，不锈钢、耐热钢材料无需预先去除钝化膜，可使不锈钢、耐热钢工件直接渗氮。
6）化合物层结构、渗层厚度和组织可以控制。
7）处理温度范围较宽，即使在350℃以下也能获得一定厚度的渗氮层。
8)劳动条件有所改善，无公害、离子渗氮处理在很低的压力下进行，排出的废气极少。气源为氮气、氢气和氨气，基本上无有害物质产生。
9）可以适用于各种材料，包括要求氮化温度高的不锈钢、耐热钢，以及氮化温度较低的工模具(工具钢)和精密零件，而低温氮化对气体氮化来说是相当困难的1。
本词条内容贡献者为:
石季英 - 副教授 - 天津大学