在離子滲氮過程中，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問題。而通過合理的裝爐、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度。這個參數(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、窄槽部位迅速過熱，如果引起熱電子發(fā)射還會產(chǎn)生打弧。當(dāng)陰極放電長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度小于孔徑和槽寬的一半。

陰極放電長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度。當(dāng)工作氣壓為8-10托時(shí)，陰極放電長度僅為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?，陰極放電長度越小。當(dāng)要求陰極放電長度特別小時(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。

在離子滲氮過程中，通過控制合理的氣壓、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。