钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3（亚共析钢）或Ac1（过共析钢）以上温度，保温一段时间，使之全部或部分奥氏体化，然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下（或Ms附近等温）进行马氏体（或贝氏体）转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的：
1）提高金属成材或零件的机械性能。例如：提高工具、轴承等的硬度和耐磨性，提高弹簧的弹性极限，提高轴类零件的综合机械性能等。
2）改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性，增加磁钢的永磁性等。
淬火冷却时，除需合理选用淬火介质外，还要有正确的淬火方法，常用的淬火方法，主要有单液淬火，双液淬火，分级淬火、等温淬火，局部淬火等。
钢铁工件在淬火后具有以下特点：
① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡（即不稳定）组织。
② 存在较大内应力。
③ 力学性能不能满足要求。因此，钢铁工件淬火后一般都要经过回火
齿轮受力状态及失效形式
1、受力状态 ：齿面摩擦力、齿面接触应力和齿根弯曲应力。
2、失效形式：
齿面剥落：表面网状碳化物和渗碳过渡区拉应力是造成齿面剥落的原因。
麻 点：齿面金属的塑性变形和齿面的摩擦力导到齿面产生疲劳裂纹，润滑油挤入加速裂纹扩展，由此而产生麻点。
断 裂：表现为断齿或断轴，原因为齿轮基体强度不夠。
齿轮渗碳淬火通用技术要求
1、对原材料的要求要：
根据不同使用要求对材料疏松、成份偏析、非金属夹物、带状组织、原始晶粒度和材料淬透性等均有不同级别要求。
2、对预备热处理组织状态和热处理硬度的要求：
包括组织状态、基体硬度、晶粒度等。
3、对最终热处理质量的要求：
包括渗碳淬火表面硬度、渗碳层深度和渗层金相组织、工件基体组织及硬度、强度等。
齿轮渗碳淬火工艺规程
渗碳淬火齿轮 (低速重载和高速齿轮) 选材
渗碳齿轮工艺流程：锻造---正火---机加工---渗碳淬火---精加工---强力喷丸。
齿轮渗碳淬火技术要求
正火处理
齿轮渗碳工艺
使用设备：
可控气氛多用炉。
装炉工装及装料方式
（1）使用工装：
工装料架应为抗渗碳、抗热疲劳、高温具有高强度的高Ni-Cr含量材质的工装。工装结构视工件大小、结构特征而定。工装的结构应保证工件加热、冷却均匀，有利于减小工件淬火变形。
（2）装料方式：
一般齿轮类工件垂直挂装，套类齿轮多层碼放。工件间应留有一定间隙，以保证不同工件和相同工件不同部位加热和冷却均匀。
滚动件均匀、薄层应平摊于料筛底部，采用多层料筛叠放装料的形式较好。
火介质及淬火冷却方式：
（1）淬火介质采用德润宝或好富顿淬火油较好。因为这类淬火油蒸气膜持续时间短，蒸气薄且厚度均匀，奥氏体不稳定区冷速较高，有利于避免其产生非马转变；马氏体转变温度下的冷却速度较慢，有利于减小工件淬火应力和淬火变形。
（2）淬火介质的搅拌强度和循环方向：
选择强力向下搅拌为宜，但最终应根据工件淬火效果确定。
（3）淬火油温度和工件冷却时间：
淬火油温选择60℃为宜，淬火冷却时间参照不同工件现有淬火冷却时间确定即可。在淬火油品相同的情况下，易普森箱式炉淬火冷却速度和淬火冷均匀性较好。
（4）工件淬火后的清洗：
淬油工件出炉后，应及时送入清洗机中进行清洗。工件的清洗温度为60-80℃，清洗液的深度根据工件清洗效果而定。
（5）冷处理：
为减少淬火工件的残奥量，重要齿轮件可进行-80℃左右的冷处理。
回火工艺 ：
渗碳淬火后，工件中存在较大的淬火应力，易使工件发生开裂或淬火变形。及时回火可有效减少内应力和变形量。最为重要的是通过回火处理可使工件获得好的综合力学性能。
（1）回火温度：
150-200℃为宜，具体情况应视工件硬度要求和强度要求而定。
（2）保温时间：
最大程度减少工件内应力，回火时间相对要长一些。根据经验和工件技术要求而定。
热处理质量检验
1、工件表面硬度：HRC56-64，采用洛氏硬度计或里氏硬度计检验。
2、有效硬化层深度：采用显微硬度计进行检验
3、显微组织：渗碳层显微组织应为针状马氏体加少量残余奥氏体，碳化物不允许超出标准。心部组织为马氏体加贝氏体组织，允许少量的或不允许有游离的铁素体。
4、基体力学性能：抗拉强度、冲击韧度。
5、变形量：齿轮的变形主要表现为齿圈及端面跳动量增大；轴类工件主要表现为弯曲变形；但变形量不应超过加工余量三分之二。
6、淬火裂纹及其它缺陷：裂纹是通过探伤方法进行检验的。表面脱碳通过金相方法进行检验。
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