本发明提供了一种制定水-空交替控时淬火冷却工艺的方法，包括：第一步、根据合金钢件性能检测部位和具体的性能要求，预测获得要求性能部位的组织构成；第二步、结合材料的过冷奥氏体等温冷却转变曲线或过冷奥氏体连续冷却转变曲线得到获得该组织的达到某一温度的最长冷却时间或最小冷却速率；第三步、将合金钢件沿截面从表面到中心划分为控制冷却速度区域和缓速降温区域；第四步、确定控制冷却速度区域水-空交替的次数和每次水冷时间与空冷时间；第五步、确定缓速降温区域水-空交替的次数和每次水冷时间与空冷时间。本发明的方法实现了合金钢件在避免开裂的前提下获得要求的性能或组织，适用于各种成分合金钢件的淬火冷却处理。