现代工业生产中，多数传动齿轮都是采用渗碳淬火工艺，随着工业技术的发展，大功率、高速度和高可靠性齿轮需求量日益增加，常用的渗碳淬火表面强化对一般齿轮强度性能要求还可以满足，但是对要求高性能的齿轮，因渗碳过程中的内氧化、畸变大等，质量不稳定，精度和性能难以保证。

近年来齿轮制造业，尤其是精密齿轮行业，已逐步使用离子渗氮技术代替气体渗氮和/或气体渗碳淬火。

传动齿轮的服役寿命和可靠性，主要取决于齿轮的疲劳抗力，即齿轮的弯曲疲劳寿命和接触疲劳寿命。

普通渗碳齿轮（渗碳层深度为0.3-1.0mm）表面硬度较低，耐磨性差，接触疲劳强度偏低，但由于渗碳层较深，心部强度较高，因此弯曲疲劳强度较高，能满足一般齿轮的服役要求。但是渗碳淬火齿轮畸变是难以克服的技术难点，形状复杂的齿轮难以保证其精度，高精度齿轮必须以磨齿来提高齿轮精度，成本大大提高。

离子渗氮齿轮采用低温热处理，变形量小，齿轮畸变小，可保证离子渗氮齿轮渗氮处理后齿轮保持高精度，一般精度只下降1～2级，6～7级齿轮可渗氮后直接使用。

因渗氮后工件渗层呈压应力状态，对于齿轮等承受交变载荷的零件来说，服役时能部分抵消疲劳载荷下产生的拉应力，延缓疲劳过程，增加疲劳寿命。

对于深层离子渗氮，因为渗层更深，硬度梯度更缓，所以工件在保证耐磨的同时也增加韧性。目前，我们所承接的离子氮化层深度要求大多在0.3-1.0mm范围内。

对性能要求高，特别是要求做深层渗氮的工件，氮化前的调质质量对氮化后的质量有直接的影响，好的氮化质量的前提是要好的调质质量。

从生产规模和成本来看，渗碳淬火适合于通用齿轮的大批量生产，而离子渗氮技术则更适合于大型齿轮、单件或中小批量以及高性能齿轮。

目前，离子渗氮齿轮在工程机械、风电等领域上得到了较好地应用。近几年，在工业发达地区，如欧洲，离子氮化齿轮已广泛应用，并有取代渗碳淬火齿轮的趋势。