離子滲氮可以大大縮短滲氮時(shí)間，特別是淺層滲氮時(shí)其效果更為明顯，例如滲氮層深度在0.3～0.5mm時(shí)，離子滲氮所需時(shí)間僅為普通氣體滲氮時(shí)間的1/3～1/5。
目前，對(duì)離子滲氮滲速快的原因，有以下一些解釋和分析：
一種觀點(diǎn)認(rèn)為，離子轟擊陰極時(shí)，N+在陰極位降區(qū)被加速，使之具有很高的能量。例如，當(dāng)電壓為800V時(shí)，離子能量相當(dāng)于520℃氣體滲氮時(shí)的游離氮原子能量的3000倍。這種高能離子沖擊陰極工件表面，將產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)現(xiàn)象，這些現(xiàn)象對(duì)離子滲氮起著重要作用。例如產(chǎn)生二次電子發(fā)射、陰極濺射、陰極被加熱、氣體的解析與分解、表面晶格變形等，并在金屬表面形成深度約為0.05mm左右的密度很高的位錯(cuò)缺陷，正是這一薄層位錯(cuò)的形成對(duì)氮的擴(kuò)散起了重要作用。這是因?yàn)?，在滲氮過(guò)程中，表面形成的幾個(gè)至十幾個(gè)微米厚的ε相或γ’相化合物層，將阻礙氮向金屬內(nèi)部的擴(kuò)散（氮在ε相中的擴(kuò)散速度比在α相中慢60倍，在γ’相中的擴(kuò)散速度比在α相中慢25.5倍）。離子滲氮時(shí)，由于離子沖擊作用，使ε相和γ’相層中產(chǎn)生了大量與表面垂直的位錯(cuò)管道，這種位錯(cuò)管道有利于氮的擴(kuò)散。只要ε相和γ’相層厚度不超過(guò)這種位錯(cuò)影響區(qū)的厚度，這種有利作用總是存在的。
另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，離子滲氮加速氮原子擴(kuò)散的原因是由于離子滲氮時(shí)，金屬表面的活性氮原子濃度高于氣體滲氮，而且氮原子的擴(kuò)散路徑也與氣體滲氮有所不同。氣體滲氮初期是沿晶界擴(kuò)散為主，但由于晶界上有較多的碳化物，在氮擴(kuò)散過(guò)程中形成碳氮化物，阻礙了氮的進(jìn)一步擴(kuò)散。而在離子滲氮的情況下，除了晶界擴(kuò)散外，還有晶內(nèi)擴(kuò)散，在晶界內(nèi)碳化物較少，且擴(kuò)散面積較大，不易引起碳氮化物的阻塞作用，因此加速了氮的擴(kuò)散過(guò)程。
此外，陰極濺射和氫的還原作用，使表面的氧化物和碳化物被濺射或還原，從而得到活性很高的潔凈表面，使?jié)B氮反應(yīng)更加活躍，這對(duì)高中碳鋼和不銹鋼的滲氮具有重要作用。