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。传统的齿轮制造中，多数传动齿轮都是采用渗碳淬火热处理工艺。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，传统渗碳淬火热处理工艺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。于是，齿轮离子渗氮热处理得到广泛应用，尤其是精密齿轮行业，离子渗氮热处理有取代渗碳淬火之势。
        齿轮的离子氮化减少了磨齿工序，节省了成本同时离子渗氮热处理可以有效保证齿轮渗层深度的要求。离子氮化变形小，硬度高而且齿轮两侧氮化均匀。所以近年来齿轮制造业，尤其是精密齿轮行业，已逐步使用离子渗氮热处理技术代替气体渗氮热处理和或气体渗碳淬火热处理。
普通渗碳齿轮表面硬度较低，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，可保证齿轮离子渗氮热处理后齿轮保持高精度。
        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。
        对于深渗层离子渗氮，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。
        对性能要求高，特别是要求做深渗层离子渗氮热处理的工件，离子氮化热处理前的调质质量对离子氮化热处理后的质量有直接的影响，好的离子氮化热处理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，而离子渗氮热处理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，齿轮离子氮化已广泛应用，并有取代渗碳淬火齿轮的趋势。