工件在淬火時經預冷可有效地提高工件的硬度與硬度的均勻性，其主要原因在于：淬火液冷卻過程總是分為三個階段，第一階段為蒸汽膜階段，在淬火液冷卻過程中，蒸汽膜的冷卻速度最慢，在此冷卻階段中淬火液和工件并不接觸，而是被一層油膜隔離開來，所以冷卻速度特別慢。第二階段為沸騰冷卻階段，油和工件接觸，油處于沸騰的冷卻階段，第三階段為對流冷卻階段。在淬火液冷卻的三個階段中，第一階段油膜的冷卻階段最慢，第二第三階段次之。由于淬火溫度（指投入淬火液溫度）越低，就能有效縮短蒸汽膜的冷卻階段，這樣可以縮短了工件在蒸汽膜的冷卻時間，能使工件更快地進入沸騰冷卻與對流冷卻。因此經過預冷，降低投入淬火液的溫度，可以讓工件冷卻得更快，得到更高的硬度。