齒輪的冰冷處理是淬火的繼續，把淬火后冷至室溫的齒輪繼續深冷至零下溫度(一般不超過-80℃)，使室溫下尚未轉變的殘余奧氏體，繼續轉變為馬氏體，以達到最大限度地減少殘余奧氏體的目的。如剃齒刀不進行冰冷處理，隨著時間的推移，內孔會脹大，因為奧氏體轉變會產生應力和形變。所以高精度的齒輪為了保證其尺寸的穩定性要進行冰冷處理。

  齒輪冰冷處理一般在淬火后立即進行，否則由于奧氏體的穩定化現象，將削弱處理效果。冰冷處理的保溫時間一般取1-1.5小時。齒輪經冰冷處理后，應立即進行回火。

  齒輪冰冷處理一般在專門的冷凍設備內進行。如無冷凍設備，也可放在有低溫介質的保溫桶內進行。生產商最常用低溫介質是干冰（即固體二氧化碳）或干冰加酒精，可以達到-70-80℃的低溫。