Denne metoden er å plassere et arbeidsstykke i en nitreringsovn, evakuere ovnen til {{0}}~10-3 Torr (mmHg) på forhånd, og deretter introdusere N2-gass eller N2 + H2 blandet gass, juster ovnen til 1~10 Torr, koble ovnskroppen til anoden, koble arbeidsstykket til katoden, og send en likespenning på flere hundre volt mellom de to elektrodene. På dette tidspunktet vil N2-gassen i ovnen produsere en strålende utladning for å danne positive ioner, som beveger seg til arbeidsflaten. På et øyeblikk synker katodespenningen kraftig, noe som får de positive ionene til å skynde seg til katodeoverflaten med høy hastighet, og konvertere kinetisk energi til gassenergi, slik at overflatetemperaturen til arbeidsstykket kan økes. På grunn av påvirkningen av nitrogenioner, blir Fe.CO og andre elementer på arbeidsstykkets overflate sprutet ut og kombinert med nitrogenioner for å danne FeN, slik at jernnitrid gradvis adsorberes på arbeidsstykket for å gi nitrering. Ionenitrering bruker i utgangspunktet nitrogen, men hvis hydrokarbongass tilsettes, kan ionemyknitrering utføres, men det omtales generelt som ionitrering. Nitrogenkonsentrasjonen på arbeidsstykkets overflate kan endre blandingsgass (N2 + H2) partialtrykkforholdet justeres. Under ren ionitrering inneholder den enfasede r′ (Fe4N)-strukturen på arbeidsflaten 5.7-6,1 vekt% N, og tykkelsen er innenfor 10μm. Dette sammensatte laget er sterkt og seigt, men ikke porøst, og er ikke lett å falle av. Siden jernnitridet konstant adsorberes av arbeidsstykket og diffunderer inn i det indre, endres strukturen fra overflaten til det indre i størrelsesorden FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N. Enkeltfase-ε (Fe3N) inneholder 5.7-11,0 vekt% N, og enkeltfase-ξ (Fe2N) inneholder 11.0-11,35 vekt% N. Ionenitrering først genererer r-fase, og legger deretter til hydrokarbongasssystem for å gjøre det om til et sammensatt lag og diffusjonslag av ε-fase. Økningen av diffusjonslaget er svært nyttig for å øke utmattelsesstyrken. Korrosjonsmotstanden er best i ε-fase.
