淬火冷卻大多是在液體介質(zhì)中進(jìn)行的，如齒輪淬火用的通常是淬火油、水溶性淬火介質(zhì)和自來水。因此，下面將首先分析齒輪淬火冷卻可能出現(xiàn)的上述質(zhì)量問題與所用淬火介質(zhì)的特性和用法的關(guān)系，并指出解決不同問題所需淬火液的冷卻速度分布特點(diǎn)。隨后簡單介紹常用淬火介質(zhì)的冷卻速度分布特點(diǎn)和選用時(shí)的注意事項(xiàng)。
1淬火冷卻中的質(zhì)量問題
1.1硬度不足與硬化深度不夠
淬火冷卻速度偏低是造成齒輪淬火硬度不足、硬度不均和硬化深度不夠的原因。但是，根據(jù)實(shí)際淬火齒輪的材質(zhì)、形狀大小和熱處理要求不同，又可以分為高溫階段冷速不足、中低溫階段冷速不足以及低溫階段冷速不足等不同情況。比如對于中小齒輪，淬火硬度不足往往是中高溫階段冷速不足所至，而模數(shù)大的齒輪要求較深淬硬層時(shí)，提高低溫冷速就非常必要。
對于淬火用油，一般來說，油的蒸汽膜階段短、中溫冷速快且低溫冷卻速度大，往往能獲得高而且均勻的淬火硬度和大的淬硬深度。
工件裝掛方式對淬火冷卻效果也有明顯影響。淬火油流動通暢，并配備和使用好攪拌裝置，才能得到更好的效果。
提高所用淬火介質(zhì)的低溫冷卻速度，往往可以增大淬硬層深度。在滲層碳濃度分布相同的情況下，采用低溫冷卻速度更高的淬火油，往往能獲得更深的淬火硬化層。因此，采用冷卻速度快的淬火油后，相應(yīng)縮短工件的滲碳時(shí)間，仍然能獲得要求的淬火淬硬層深度。所要求的滲碳淬硬層深度越大，這種方法縮短滲碳時(shí)間的效果越明顯。
1.2淬火后心部硬度過高
這類問題可能與所選介質(zhì)冷速過快或介質(zhì)的低溫冷卻速度過高有關(guān)。解決辦法之一是改換淬火油來滿足要求。辦法之二是與淬火介質(zhì)生產(chǎn)廠家聯(lián)系，有針對地加入適當(dāng)?shù)奶砑觿﹣斫档同F(xiàn)有淬火油的中低溫冷卻速度。辦法之三是改用淬透性更低的鋼種。
1.3淬火變形問題
最近，發(fā)表的關(guān)于淬火變形的文章，把引起變形的原因歸結(jié)為淬火冷卻速度不足和速度不均，并在此基礎(chǔ)上提出了提高冷卻速度并設(shè)法實(shí)現(xiàn)均勻冷卻的解決方法，可供參考［1］。比如，齒輪的內(nèi)花鍵孔變形，往往是所選的淬火油高溫冷速不足，或者說油的蒸汽膜階段過長的緣故。提高油的高溫冷速并同時(shí)提高油在整個(gè)冷卻過程的冷速，一般就能解決內(nèi)花鍵孔的變形問題。對于中小齒輪，尤其是比較精密的齒輪，選好用好等溫分級淬火油是控制變形必不可少的措施。
1.4齒輪的淬火開裂問題
這個(gè)問題主要出現(xiàn)在感應(yīng)加熱淬火中。選擇好的水溶性淬火介質(zhì)，比如國內(nèi)外普遍采用的PAG類介質(zhì)代換原來使用的自來水，問題便解決了。感應(yīng)加熱淬火采用PAG介質(zhì)，可以獲得高而且均勻的淬火硬度和深而且穩(wěn)定的淬硬層，淬裂危險(xiǎn)極小。
1.5光亮性問題
通常，光亮淬火油的光亮性好則冷卻速度就不夠高，而冷卻速度很高的淬火油的光亮性則不夠好。此外，熱油的光亮性一般也較差。使用較久的油光亮性稍差，可以換新油或補(bǔ)加提高光亮性的添加劑。
2齒輪用淬火介質(zhì)的選擇
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(xiàng)。