在離子滲氮過(guò)程中，零件上的小孔、窄槽內(nèi)部常常出現(xiàn)滲不上氮（或滲層淺硬度低），輝光集中和弧光放電等三個(gè)問(wèn)題。而通過(guò)合理的裝爐、工藝參數(shù)的控制，可以實(shí)現(xiàn)小孔、窄縫的離子滲氮。

根據(jù)輝光放電的原理，阿斯頓暗區(qū)、陰極輝區(qū)、陰極暗區(qū)和負(fù)輝區(qū)四部分是維持氣體輝光放電所必需的。把上述區(qū)域的總厚度稱為陰極放電長(zhǎng)度。這個(gè)參數(shù)比陰極位降區(qū)dk僅多了負(fù)輝區(qū)的厚度。當(dāng)陰極位降區(qū)dk大于小孔半徑或窄槽半寬時(shí)，內(nèi)部的輝光不能維持而熄滅，從而孔和槽的內(nèi)部滲不上氮。當(dāng)孔的內(nèi)徑或槽半寬大于dk而小于陰極放電長(zhǎng)度時(shí)，在孔槽內(nèi)輝光相互疊加而使光強(qiáng)度增大。由光電效應(yīng)引起的電子發(fā)射，使孔槽內(nèi)壁產(chǎn)生更多的電子，因而表現(xiàn)出電流密度較高，輝光異常明亮的輝光集中現(xiàn)象。輝光集中使小孔、窄槽部位迅速過(guò)熱，如果引起熱電子發(fā)射還會(huì)產(chǎn)生打弧。當(dāng)陰極放電長(zhǎng)度小于孔徑或槽寬的二分之一時(shí)，輝光集中才得以避免，離子滲氮才能在那些地方順利進(jìn)行。因此，實(shí)現(xiàn)小孔和窄槽離子滲氮的重要條件是使陰極放電長(zhǎng)度小于孔徑和槽寬的一半。

陰極放電長(zhǎng)度大小主要受工作氣壓影響。此外工作氣氛、零件溫度和電流密度也有不同程度的影響。提高工作氣壓即可減小陰極放電長(zhǎng)度。當(dāng)工作氣壓為8-10托時(shí)，陰極放電長(zhǎng)度僅為1mm左右，這樣就能夠?qū)ο喈?dāng)狹小的孔槽進(jìn)行離子滲氮了。其次，用氮?dú)浠旌蠚鉃槠鹪磿r(shí)，氮?dú)夂吭蕉啵帢O放電長(zhǎng)度越小。當(dāng)要求陰極放電長(zhǎng)度特別小時(shí)，還可適當(dāng)加入氬氣，以使輝光能夠進(jìn)入到特別小的孔內(nèi)。由于零件溫度升高使陰極放電長(zhǎng)度增加，應(yīng)隨時(shí)相應(yīng)地增加氣壓，以控制足夠小的放電長(zhǎng)度，避免孔槽出現(xiàn)輝光集中，直至升到滲氮溫度。

在離子滲氮過(guò)程中，通過(guò)控制合理的氣壓、工作氣氛、電流密度等一些工藝參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)小孔、溝槽的滲氮。