當前用于齒輪淬火的介質，主要是各種淬火油、水溶性淬火介質和普通自來水。以下分別討論這些介質，在齒輪淬火中的選用方法和注意事項。

1．自來水

       自來水是最經濟而又清潔的淬火介質。一些含碳量低、淬透性差，且形狀簡單齒輪的調質淬火和感應加熱淬火，往往可以用自來水。

       作為淬火介質，自來水的冷卻特性是：工件處于高溫階段時，冷得很快；而到了工件處于低溫階段時，冷卻得也很快。冷卻速度快，可以使淬透性差和比較厚大的工件淬硬。這是自來水的優點。

       但是，用自來水淬火有三大缺點，第一是低溫冷卻太快，使多數鋼種和工件容易發生淬裂。第二是工件高溫階段冷卻太快，比較細長與較薄的工件，容易因為入水方式不當，而發生淬火變形。第三，也是不少人容易忽視的缺點，是隨著水溫升高，淬火冷卻的蒸氣膜階段會逐漸增長，且工件處于中低溫階段時的冷卻速度也逐漸降低。由于這種原因，當工件采取較密集的堆放方式入水淬火時，水只有穿過堆在外面工件之間的縫隙才能接觸內面的工件。穿過外面的工件時水溫會逐漸升高，這樣，堆在外面的工件接觸的水溫低，而堆在內部的工件接觸的水溫高。致使堆放在內、外部的工件的淬火冷卻效果不同。外部的工件冷卻快，淬火后硬度高，并容易淬裂。堆放在內部的工件經受的冷卻慢，淬火后硬度低。工件堆放得越密集，淬火時水的流動越不通暢，這種差別就越大。這一缺點，使自來水不適用于淬密集堆放的小工件。

      使用油淬火時，油溫提高，冷卻的蒸氣膜階段稍有縮短，而油溫升高使油的粘度降低流動性變好，有利于提高油的冷卻速度，能使堆放得較密集的工件內外冷卻效果基本一致。應當說，這是用油淬火的一個優點。
       選用自來水作為淬火液時，應當知道它的優點和缺點。用好它的優點，而避免它的缺點。設法控制好水的溫度。采取堆放方式淬火時，要設法使工件堆放得疏松一些，并通過攪動促使淬火液通暢地從工件之間流過，以減小內部的水溫差。

2．水溶性淬火介質

      自來水作為淬火介質的最大缺點，是其低溫冷卻速度太快，使多種鋼制的工件容易淬裂。引起鋼件淬裂的主要原因，是水在馬氏體轉變的溫度（Ms點）及其以下的溫度范圍冷卻得過快。

       由于這樣的原因，研究開發水溶性淬火介質的第一目標，就是降低水的低溫冷卻速度。考慮到多數結構鋼的Ms點在300℃附近，通常就以工件冷卻到300℃時水溶性淬火液的冷卻速度，即所謂300℃冷卻速度，來表示該淬火液的冷卻性能。通常可以用水性淬火介質的300℃冷卻速度來對該介質定級，以便熱處理工作者選用。

       簡單說，水溶性淬火液的300℃冷卻速度低，其防止工件淬裂的能力就強；300℃的冷卻速度高，其淬硬能力也高，當然工件的淬裂傾向也大。因此，選擇水溶性淬火介質首先應當了解它的300℃冷卻速度。同類淬火介質品種中，得到相同的300℃冷卻速度時的濃度越低，其使用成本也就越低。
      水溶性淬火介質有很多品種，不同品種有不同的特性。PAG類介質冷卻特性可調，濃度測控容易。它既適用于整體淬火，也適用于各類感應加熱淬火，且能長期穩定地使用，因而受到普遍歡迎，成為當前國內外熱處理界，使用得最廣泛的水溶性淬火介質。
       由于液溫對冷卻特性影響較大，使用水溶性淬火介質時，應當配備好循環冷卻系統，以便在使用中調節液溫。一般說，在水溶性淬火液中淬火時，工件也不宜在密集堆放條件下入水，以免造成內外工件明顯不同的淬火效果。

3．普通機械油

       工廠熱處理生產中，使用得最多的普通機械油是N32機油（原20號機油）和N15機械油（原10號機油）。作為淬火介質，這類機油的特性是，在工件高溫階段蒸氣膜時間較長，淬火冷卻速度不高，且低溫冷卻較慢。
       油的蒸氣膜階段長，工件高溫階段的冷卻慢，可能出現的問題是低碳鋼制的工件，容易發生先共析鐵素體轉變；而形狀復雜的工件，比如帶花鍵孔的齒輪等又特別容易變形。在中、低溫階段冷卻慢，使比較大的工件不易淬硬或淬硬層深度不足并因此發生淬火變形。
       普通機油的抗氧化能力差，使用中容易老化變質，老化變質的主要反映是油的粘度提高，低溫冷卻速度降低。變質的影響是工件淬火后的硬度和硬化深度減小，且淬火變形增大。粘度提高和產生油泥渣，往往給淬火后的清洗造成困難，也使油的消耗量增大。

4．專用淬火油

       專用的淬火油一般分為普通淬火油、快速淬火油、等溫分級淬火油（也簡稱熱油）、真空淬火油以及光亮淬火油等類。

       和普通機油相比，專用淬火油的熱穩定性能較好，能更好地保證工件的淬火質量。當然，專用淬火油優于普通機油的最重要的方面，還是它們的冷卻特性。

       和普通機油相比，不同的專用淬火油，在冷卻速度分布上，都有蒸氣膜階段短的特點，因而使工件在高溫階段能冷卻得更快。其中，快速淬火油的最高冷卻速度都比較高，中低溫階段的冷卻速度快慢，則因淬火油的不同品種而有較大差別。熱油在冷卻特性上的特點，是蒸氣膜階段更短，而在工件淬火冷卻的低溫階段冷卻較慢。
      快速淬火油主要用于稍厚大的工件和淬透性稍低的鋼種。熱油主要用于較小型的工件和淬透性較好的鋼種。
      應該說，任何淬火油都有適合它的工件。但是，除少數情況外，每臺熱處理爐都希望能處理比較多的鋼種和比較多樣的工件，因此，多傾向于選用適應范圍更廣的淬火油。

       一般說，淬火油的蒸氣膜階段短，中溫階段冷卻得快、低溫階段冷卻速度大，這種油的冷卻能力就很強，它的適用范圍就廣。不少油淬工件的變形，是與它的淬火硬度不足和淬硬深度不夠同時出現的。而改用這種適應范圍廣的淬火油，往往能同時解決工件的變形、硬度不足和淬硬深度不夠等問題。

       淬火油的蒸氣膜階段短，也就是油的高溫階段冷卻得快。這一特點有利于防止先共析鐵素體的析出，也有利于防止帶內花鍵齒輪的變形。簡單說，淬火油總的冷卻速度高，有利于獲得較深的淬火硬化層。但從冷卻速度分布上分析，除中、高溫階段要求冷卻得快以外，油的低溫冷卻速度高低，對獲得的淬硬層深淺作用更大。低溫冷卻速度越高，淬火硬化層往往越深。
      攪動淬火油可以提高油的冷卻速度。冷卻速度比較低的油，攪動提高其冷卻能力的作用較大；而對于冷卻速度高的專用淬火油，攪動的作用則相對較小。
      齒輪的淬火質量問題中，還有一類是淬火硬化層過深。硬化層過深，常常在使用中斷齒。解決這類問題的有效辦法之一，是降低淬火油的低溫冷卻速度。
      總之，為保證齒輪的淬火質量去選擇淬火油時，應當根據所處理齒輪的鋼種、形狀特點和熱處理要求，從油的冷卻速度分布特性去進行選擇，最好能與淬火油生產廠的有關技術人員一道，通過討論分析確定合適的淬火油和合理的使用方法。

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