当前用于齿轮淬火的介质，主要是各种淬火油、水溶性淬火介质和普通自来水。以下分别讨论这些介质，在齿轮淬火中的选用方法和注意事项。

1．自来水

       自来水是最经济而又清洁的淬火介质。一些含碳量低、淬透性差，且形状简单齿轮的调质淬火和感应加热淬火，往往可以用自来水。

       作为淬火介质，自来水的冷却特性是：工件处于高温阶段时，冷得很快；而到了工件处于低温阶段时，冷却得也很快。冷却速度快，可以使淬透性差和比较厚大的工件淬硬。这是自来水的优点。

       但是，用自来水淬火有三大缺点，第一是低温冷却太快，使多数钢种和工件容易发生淬裂。第二是工件高温阶段冷却太快，比较细长与较薄的工件，容易因为入水方式不当，而发生淬火变形。第三，也是不少人容易忽视的缺点，是随着水温升高，淬火冷却的蒸气膜阶段会逐渐增长，且工件处于中低温阶段时的冷却速度也逐渐降低。由于这种原因，当工件采取较密集的堆放方式入水淬火时，水只有穿过堆在外面工件之间的缝隙才能接触内面的工件。穿过外面的工件时水温会逐渐升高，这样，堆在外面的工件接触的水温低，而堆在内部的工件接触的水温高。致使堆放在内、外部的工件的淬火冷却效果不同。外部的工件冷却快，淬火后硬度高，并容易淬裂。堆放在内部的工件经受的冷却慢，淬火后硬度低。工件堆放得越密集，淬火时水的流动越不通畅，这种差别就越大。这一缺点，使自来水不适用于淬密集堆放的小工件。

      使用油淬火时，油温提高，冷却的蒸气膜阶段稍有缩短，而油温升高使油的粘度降低流动性变好，有利于提高油的冷却速度，能使堆放得较密集的工件内外冷却效果基本一致。应当说，这是用油淬火的一个优点。
       选用自来水作为淬火液时，应当知道它的优点和缺点。用好它的优点，而避免它的缺点。设法控制好水的温度。采取堆放方式淬火时，要设法使工件堆放得疏松一些，并通过搅动促使淬火液通畅地从工件之间流过，以减小内部的水温差。

2．水溶性淬火介质

      自来水作为淬火介质的最大缺点，是其低温冷却速度太快，使多种钢制的工件容易淬裂。引起钢件淬裂的主要原因，是水在马氏体转变的温度（Ms点）及其以下的温度范围冷却得过快。

       由于这样的原因，研究开发水溶性淬火介质的第一目标，就是降低水的低温冷却速度。考虑到多数结构钢的Ms点在300℃附近，通常就以工件冷却到300℃时水溶性淬火液的冷却速度，即所谓300℃冷却速度，来表示该淬火液的冷却性能。通常可以用水性淬火介质的300℃冷却速度来对该介质定级，以便热处理工作者选用。

       简单说，水溶性淬火液的300℃冷却速度低，其防止工件淬裂的能力就强；300℃的冷却速度高，其淬硬能力也高，当然工件的淬裂倾向也大。因此，选择水溶性淬火介质首先应当了解它的300℃冷却速度。同类淬火介质品种中，得到相同的300℃冷却速度时的浓度越低，其使用成本也就越低。
      水溶性淬火介质有很多品种，不同品种有不同的特性。PAG类介质冷却特性可调，浓度测控容易。它既适用于整体淬火，也适用于各类感应加热淬火，且能长期稳定地使用，因而受到普遍欢迎，成为当前国内外热处理界，使用得最广泛的水溶性淬火介质。
       由于液温对冷却特性影响较大，使用水溶性淬火介质时，应当配备好循环冷却系统，以便在使用中调节液温。一般说，在水溶性淬火液中淬火时，工件也不宜在密集堆放条件下入水，以免造成内外工件明显不同的淬火效果。

3．普通机械油

       工厂热处理生产中，使用得最多的普通机械油是N32机油（原20号机油）和N15机械油（原10号机油）。作为淬火介质，这类机油的特性是，在工件高温阶段蒸气膜时间较长，淬火冷却速度不高，且低温冷却较慢。
       油的蒸气膜阶段长，工件高温阶段的冷却慢，可能出现的问题是低碳钢制的工件，容易发生先共析铁素体转变；而形状复杂的工件，比如带花键孔的齿轮等又特别容易变形。在中、低温阶段冷却慢，使比较大的工件不易淬硬或淬硬层深度不足并因此发生淬火变形。
       普通机油的抗氧化能力差，使用中容易老化变质，老化变质的主要反映是油的粘度提高，低温冷却速度降低。变质的影响是工件淬火后的硬度和硬化深度减小，且淬火变形增大。粘度提高和产生油泥渣，往往给淬火后的清洗造成困难，也使油的消耗量增大。

4．专用淬火油

       专用的淬火油一般分为普通淬火油、快速淬火油、等温分级淬火油（也简称热油）、真空淬火油以及光亮淬火油等类。

       和普通机油相比，专用淬火油的热稳定性能较好，能更好地保证工件的淬火质量。当然，专用淬火油优于普通机油的最重要的方面，还是它们的冷却特性。

       和普通机油相比，不同的专用淬火油，在冷却速度分布上，都有蒸气膜阶段短的特点，因而使工件在高温阶段能冷却得更快。其中，快速淬火油的最高冷却速度都比较高，中低温阶段的冷却速度快慢，则因淬火油的不同品种而有较大差别。热油在冷却特性上的特点，是蒸气膜阶段更短，而在工件淬火冷却的低温阶段冷却较慢。
      快速淬火油主要用于稍厚大的工件和淬透性稍低的钢种。热油主要用于较小型的工件和淬透性较好的钢种。
      应该说，任何淬火油都有适合它的工件。但是，除少数情况外，每台热处理炉都希望能处理比较多的钢种和比较多样的工件，因此，多倾向于选用适应范围更广的淬火油。

       一般说，淬火油的蒸气膜阶段短，中温阶段冷却得快、低温阶段冷却速度大，这种油的冷却能力就很强，它的适用范围就广。不少油淬工件的变形，是与它的淬火硬度不足和淬硬深度不够同时出现的。而改用这种适应范围广的淬火油，往往能同时解决工件的变形、硬度不足和淬硬深度不够等问题。

       淬火油的蒸气膜阶段短，也就是油的高温阶段冷却得快。这一特点有利于防止先共析铁素体的析出，也有利于防止带内花键齿轮的变形。简单说，淬火油总的冷却速度高，有利于获得较深的淬火硬化层。但从冷却速度分布上分析，除中、高温阶段要求冷却得快以外，油的低温冷却速度高低，对获得的淬硬层深浅作用更大。低温冷却速度越高，淬火硬化层往往越深。
      搅动淬火油可以提高油的冷却速度。冷却速度比较低的油，搅动提高其冷却能力的作用较大；而对于冷却速度高的专用淬火油，搅动的作用则相对较小。
      齿轮的淬火质量问题中，还有一类是淬火硬化层过深。硬化层过深，常常在使用中断齿。解决这类问题的有效办法之一，是降低淬火油的低温冷却速度。
      总之，为保证齿轮的淬火质量去选择淬火油时，应当根据所处理齿轮的钢种、形状特点和热处理要求，从油的冷却速度分布特性去进行选择，最好能与淬火油生产厂的有关技术人员一道，通过讨论分析确定合适的淬火油和合理的使用方法。

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