齒輪傳動是現(xiàn)代各種設備中應用最廣泛的一種機械傳動方式，因為離子氮化硬度高、變形小的優(yōu)勢，離子氮化處理成為常見的齒輪類零件的表面處理方法。
常見用于齒輪離子氮化、離子氮化的齒輪材質有40Cr、42CrMo、31CrMoV9、38CrMoAl等，其中40Cr和42CrMo在離子氮化后硬度可以達到600HV-750HV，31CrMoV9在氮化后可以達到700-850HV，而38CrMoAl在氮化后硬度可以達到900-1100HV。
常見的齒輪熱處理過程：鍛造—調質（或正火）—粗加工—去應力—精加工—磨齒—離子氮化—裝配。
在這個過程中有以下幾點需要注意：
01、變形問題
為減小滲氮過程的變形量，需要在設定滲氮溫度之前了解齒輪在滲氮前的預熱處理過程，滲氮溫度必須比調質的回火溫度低50℃，這樣可以保證獲得較小的變形。同時，對于精度要求高的零件，通常在粗加工與精加工之間再增加一步半精加工與去應力的過程，以達到釋放機加工應力，控制變形量的目的。
02、預熱處理
對于最終表面處理是離子氮化的齒輪而言，一般使用調質工藝作為基體的熱處理工藝，原因是調質形成的索氏體組織能夠為滲氮層提供更大的支撐，相對于正火齒輪能夠承受更大的沖擊磨損。
03、滲氮層厚度
根據齒輪的工作環(huán)境不同，一般要求獲得的滲氮層深度也不同。一般齒輪的滲氮層要求為0.15-0.3mm，但對于沖擊載荷特別小，但對于變形量、韌性要求高，或者齒輪本身壁厚很薄的情況，滲氮層可能會在0.1mm以下，如機器人領域用到的齒輪；對于沖擊載荷較大，大模數齒輪而言，滲氮層可以達到0.5-0.8mm。
04、離子氮化工藝
在離子氮化工藝方面，齒輪類產品需要特別注意的是齒根與齒頂的滲氮層均勻性，尤其是模數較小的齒輪。影響齒根與齒頂滲氮層均勻性的主要參數依次是氣體壓力、滲氮氣氛、電壓。
05、裝卡
齒輪類產品在離子氮化過程中的裝卡方面比較簡單，在保證工作面可以正常滲氮的前提下，摞放裝卡即可。對于模數較大的風電類齒圈滲氮需要在齒圈內加設輔助陽極。
06、特殊要求
結合齒輪的具體工況，有時會對離子氮化過程有其他特殊要求，比如耐腐蝕性、化合物層厚度等，這些都可以通過調整工藝參數或者增加后氧化過程來實現(xiàn)。
