Ovom se metodom izradak stavlja u peć za nitriranje, evakuira peć na {{0}}~10-3 Torr (mmHg) unaprijed, zatim se uvodi plin N2 ili N2 + H2 miješani plin, podesite peć na 1~10 Torr, spojite tijelo peći na anodu, spojite radni komad na katodu i provedite istosmjerni napon od nekoliko stotina volti između dvije elektrode. U to će vrijeme plin N2 u peći proizvesti sjajno pražnjenje i formirati pozitivne ione koji se kreću prema radnoj površini. U trenutku, napon katode naglo pada, uzrokujući da pozitivni ioni velikom brzinom jurnu na površinu katode, pretvarajući kinetičku energiju u energiju plina, tako da se površinska temperatura obratka može povećati. Zbog utjecaja dušikovih iona, Fe.CO i drugi elementi na površini izratka se rasprskavaju i spajaju s dušikovim ionima u FeN, tako da se željezni nitrid postupno adsorbira na izratku i proizvodi nitriranje. Ionsko nitriranje u osnovi koristi dušik, ali ako je dodan plin ugljikovodika, može se izvesti ionsko nitriranje, ali se općenito naziva ionsko nitriranje. Koncentracija dušika na površini obratka može promijeniti miješani plin (N2 + H2) omjer parcijalnog tlaka je prilagođen. Tijekom čistog ionskog nitriranja, jednofazna r′ (Fe4N) struktura na radnoj površini sadrži 5.7-6.1% wt N, a debljina je unutar 10 μm. Ovaj složeni sloj je jak i žilav, ali nije porozan i nije lako otpasti. Budući da željezni nitrid stalno adsorbira radni komad i difundira u unutrašnjost, struktura se od površine prema unutrašnjosti mijenja redoslijedom FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N. Jednofazni ε (Fe3N) sadrži 5.7-11.0% wt N, a jednofazni ξ (Fe2N) sadrži 11.0-11.35% wt N. Prvo ionsko nitriranje generira r-fazu, a zatim dodaje plinski sustav ugljikovodika da ga pretvori u složeni sloj i difuzijski sloj ε faze. Povećanje difuzijskog sloja vrlo je korisno za povećanje čvrstoće na zamor. Otpornost na koroziju najbolja je u ε fazi.
