當(dāng)前用于齒輪淬火的介質(zhì)，主要是各種淬火油、水溶性淬火介質(zhì)和普通自來水。以下分別討論這些介質(zhì)，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(jīng)濟而又清潔的淬火介質(zhì)。一些含碳量低、淬透性差，且形狀簡單齒輪的調(diào)質(zhì)淬火和感應(yīng)加熱淬火，往往可以用自來水。

       作為淬火介質(zhì)，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(yōu)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(shù)鋼種和工件容易發(fā)生淬裂。第二是工件高溫階段冷卻太快，比較細(xì)長與較薄的工件，容易因為入水方式不當(dāng)，而發(fā)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(dāng)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(nèi)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(nèi)部的工件接觸的水溫高。致使堆放在內(nèi)、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(nèi)部的工件經(jīng)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(nèi)外冷卻效果基本一致。應(yīng)當(dāng)說，這是用油淬火的一個優(yōu)點。
       選用自來水作為淬火液時，應(yīng)當(dāng)知道它的優(yōu)點和缺點。用好它的優(yōu)點，而避免它的缺點。設(shè)法控制好水的溫度。采取堆放方式淬火時，要設(shè)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(nèi)部的水溫差。

2．水溶性淬火介質(zhì)

      自來水作為淬火介質(zhì)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(zhuǎn)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(fā)水溶性淬火介質(zhì)的第一目標(biāo)，就是降低水的低溫冷卻速度。考慮到多數(shù)結(jié)構(gòu)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?？梢杂盟源慊鸾橘|(zhì)的300℃冷卻速度來對該介質(zhì)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(dāng)然工件的淬裂傾向也大。因此，選擇水溶性淬火介質(zhì)首先應(yīng)當(dāng)了解它的300℃冷卻速度。同類淬火介質(zhì)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(zhì)有很多品種，不同品種有不同的特性。PAG類介質(zhì)冷卻特性可調(diào)，濃度測控容易。它既適用于整體淬火，也適用于各類感應(yīng)加熱淬火，且能長期穩(wěn)定地使用，因而受到普遍歡迎，成為當(dāng)前國內(nèi)外熱處理界，使用得最廣泛的水溶性淬火介質(zhì)。
       由于液溫對冷卻特性影響較大，使用水溶性淬火介質(zhì)時，應(yīng)當(dāng)配備好循環(huán)冷卻系統(tǒng)，以便在使用中調(diào)節(jié)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(nèi)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(chǎn)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(zhì)，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(xiàn)的問題是低碳鋼制的工件，容易發(fā)生先共析鐵素體轉(zhuǎn)變；而形狀復(fù)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(fā)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(zhì)，老化變質(zhì)的主要反映是油的粘度提高，低溫冷卻速度降低。變質(zhì)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(chǎn)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(wěn)定性能較好，能更好地保證工件的淬火質(zhì)量。當(dāng)然，專用淬火油優(yōu)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(yīng)該說，任何淬火油都有適合它的工件。但是，除少數(shù)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(yīng)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(xiàn)的。而改用這種適應(yīng)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(nèi)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(zhì)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(zhì)量去選擇淬火油時，應(yīng)當(dāng)根據(jù)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(jìn)行選擇，最好能與淬火油生產(chǎn)廠的有關(guān)技術(shù)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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