離子滲氮濺射建設(shè)模型指出，濺射和凝附是決定氮原子由氣相向固相遷移的主要的動力學(xué)過程。而氣壓是影響濺射和凝附強度的重要工藝參數(shù)，因而對滲氮件質(zhì)量有不容忽視的影響。
下圖是溫度為520℃和650℃時在氨等離子體中滲氮一小時，化合物層和滲氮層厚度與容器內(nèi)工作氣壓的關(guān)系。這些曲線具有極值的性質(zhì)，而且化合物層的最大厚度均同滲氮層的最大厚度相對應(yīng)。研究表明，當(dāng)滲氮溫度低于Fe-N相圖的共析點，容器內(nèi)工作壓力是2托時，可獲得最大的滲氮層深度和化合物層的厚度，當(dāng)滲的溫度提高到650℃，則工作氣壓為6托時才獲得最大的厚度。
520℃和650℃下在氨等離子體中進行離子滲氮一小時后，工作氣壓對工業(yè)純鐵和鋼的滲氮層深度的影響
輝光離子滲氮時，在離陰極表面幾倍離子自由程的地方形成金屬蒸氣的最大密度。降低氣壓，從陰極表面濺射出來的鐵原子的自由程增大，這個距離也增加。從而氮化物在試樣表面的吸附速度減慢，滲氮層和化合物層的厚度變薄。此外，氣壓低時，為了維持滲氮溫度，就必須提高輝光電壓，這時轟擊陰極表面的離子動能增大，陰極濺射速度增大，也使表面化合物層厚度減薄。工作氣壓超過最佳值時，在滲氮層總厚度實際上保持不變的情況下，化合物層的厚度將大為減薄。顯然，化合物層減薄的原因是離子自由程縮短，離子重新復(fù)合的速度提高及氣壓增高，放電電壓降低至使濺射強度大大減弱而引起氮化鐵凝附量減少的緣故。氣壓對化合物層相結(jié)構(gòu)影響規(guī)律是：低氣壓強濺射化合物層中γ’相含量較多。氣壓增高ε相含量增加，但也存在一個類似的轉(zhuǎn)折氣壓值，此時化合物層中ε相含量最多。
氣壓的影響在離子滲氮的各個階段中的作用是不同的。上述影響僅在離子滲氮初期被觀察到，在保溫時間延長至4-6小時以后不能完全適用。長時間滲氮氣壓對滲氮長生度沒有明顯影響，只對表面化合物從組織結(jié)構(gòu)和厚度產(chǎn)生影響。因為滲層深度主要由氮的擴散過程所決定。此外，氣壓低，表面濺射強時，碳的反向擴散較快，因此使擴散層表面的脈狀碳氮化合物減少。
選擇氣壓時除了考慮對滲氮層組織的影響外，還應(yīng)顧及溫度的均勻性。由于零件與陰陽極的距離不可能完全相等，改變氣壓會引起零件表面電流密度分布的變化，從而改變了溫度的分布。此外還要防止壓力不當(dāng)引起零件上的孔、溝槽等部位產(chǎn)生輝光集中。
