利用高功(gong)率、高密度激光束（一般用104~105W/c㎡)對金屬進行表(biao)面處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)方法稱為(wei)激光熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)。激光熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)分為(wei)激光相(xiang)變(bian)硬(ying)化(hua)（表(biao)面淬火、表(biao)面非(fei)晶化(hua)及(ji)表(biao)面重熔淬火）、激光表(biao)面合(he)金化(hua)（表(biao)面敷(fu)層合(he)金化(hua)、硬(ying)質(zhi)粒子(zi)噴(pen)射合(he)金化(hua)、氣體合(he)金化(hua)）等表(biao)面改(gai)性工程，產生其他表(biao)面加熱(re)淬火強化(hua)達不到的(de)表(biao)面成分、組織及(ji)性能的(de)改(gai)變(bian)。
激光(guang)熱(re)(re)處(chu)理(li)為高(gao)速(su)加熱(re)(re)、高(gao)速(su)冷卻，獲(huo)得的組(zu)織(zhi)細密、硬(ying)度(du)高(gao)、耐磨性能好，淬(cui)火部位可獲(huo)得大于3920MPa的殘留應力(li)，有助(zhu)于提高(gao)疲勞性能。激光(guang)熱(re)(re)處(chu)理(li)可以進行(xing)局部選擇性淬(cui)火，通過對(dui)(dui)光(guang)斑尺寸的控制，尤(you)其適合其他熱(re)(re)處(chu)理(li)方(fang)法無法處(chu)理(li)的不通孔、沉溝(gou)、微區、夾角(jiao)、圓角(jiao)和(he)刀具刃部等局部區域的硬(ying)化(hua)。激光(guang)可以遠距離傳送(song)，容易實現一臺(tai)激光(guang)器(qi)供(gong)若干(gan)工作臺(tai)同時或單獨(du)使用(yong)，易于采用(yong)計算機對(dui)(dui)
激(ji)光熱(re)處(chu)理(li)工藝過程(cheng)進(jin)行控制和管(guan)理(li)，實現生產(chan)過程(cheng)的自(zi)動化。此外，激(ji)光熱(re)處(chu)理(li)具(ju)有耗電低、變形極小，不需冷卻介質，速(su)度快、效率高及無(wu)工業污(wu)染等優點。
激光熱處理一般采用功率為千瓦級的連續工作的CO2激光，通常的激光熱處理實驗裝置見圖3-17。激光熱處理的關鍵設備是激光器，目前工業中應用最多的是500W級縱向直流放電CO2激光器。其性能如下：額定輸出功率為200～800W，光束直徑為4mm，發散角小于2mrad。
利用(yong)(yong)激(ji)光(guang)(guang)照射事先經過(guo)黑化(hua)(hua)處(chu)理的工件表面，使(shi)表面薄層快速加(jia)熱到相變(bian)溫度(du)以上（低于熔點），光(guang)(guang)束(shu)移(yi)開后通(tong)過(guo)自激(ji)冷卻即可實(shi)現表面淬火(huo)硬化(hua)(hua)。用(yong)(yong)于激(ji)光(guang)(guang)表面淬火(huo)的功(gong)率(lv)(lv)密(mi)度(du)為103~105W/c㎡。由于加(jia)熱工件的表面溫度(du)及穿透深(shen)度(du)均與(yu)激(ji)光(guang)(guang)照射持續時(shi)間的平方根成正比，因此(ci)當激(ji)光(guang)(guang)束(shu)功(gong)率(lv)(lv)及光(guang)(guang)斑尺寸(cun)確(que)定(ding)后，通(tong)過(guo)改變(bian)激(ji)光(guang)(guang)束(shu)的掃描速率(lv)(lv)，就可以控制工件表面溫度(du)與(yu)加(jia)熱層深(shen)度(du)。
激光(guang)淬火的(de)(de)基本工(gong)藝參數包括(kuo)激光(guang)器的(de)(de)輸出功率、光(guang)斑尺寸、掃描(miao)速(su)度（或工(gong)件移(yi)動速(su)度）以及材料對光(guang)的(de)(de)吸(xi)收率等。
激(ji)光(guang)淬火鋼(gang)件表層(ceng)可獲得極細(xi)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，合金鋼(gang)硬化區(qu)組織為極細(xi)板條(tiao)或(huo)針狀(zhuang)馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、未(wei)溶碳化物及少量殘留奧氏(shi)(shi)體(ti)，激(ji)光(guang)硬化區(qu)與(yu)基體(ti)交界區(qu)呈(cheng)現復雜的多相組織。
激光表面(mian)(mian)(mian)淬(cui)火(huo)與高(gao)頻及(ji)火(huo)焰(yan)表面(mian)(mian)(mian)加(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)相比較，前者受熱(re)及(ji)冷卻(que)區(qu)域極小(xiao)，因而畸變極小(xiao)、殘留應力(li)小(xiao)，且由于無氧化脫碳作用(yong)，淬(cui)火(huo)表面(mian)(mian)(mian)更加(jia)光亮(liang)潔凈(jing)，從(cong)而可以在最終精(jing)加(jia)工(gong)工(gong)序以后進行。利用(yong)激光表面(mian)(mian)(mian)加(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)可改善模具(ju)表面(mian)(mian)(mian)硬度、耐(nai)磨性、熱(re)穩定(ding)性、抗疲勞性和臨界斷裂韌度等力(li)學性能，是提高(gao)模具(ju)壽(shou)命(ming)的有(you)效途徑之(zhi)一。例如GCr15鋼制(zhi)軸(zhou)承保持架沖孔用(yong)的沖孔凹模，經常(chang)(chang)規處(chu)(chu)理(li)后的使用(yong)壽(shou)命(ming)為1.12萬次，經激光處(chu)(chu)理(li)后的壽(shou)命(ming)達2.8萬次。GCr15鋼制(zhi)擠壓(ya)(ya)孔邊用(yong)的壓(ya)(ya)坡模，經激光處(chu)(chu)理(li)后，可連續(xu)沖壓(ya)(ya)6000件，而按常(chang)(chang)規熱(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝處(chu)(chu)理(li)后，最高(gao)使用(yong)壽(shou)命(ming)為3000件。
如果在工件(jian)(jian)表面涂敷硬質合(he)金粉末，即可實現(xian)表面合(he)金化。激(ji)光(guang)加熱的優(you)點是工件(jian)(jian)無(wu)需置(zhi)于真空。表3-41所列為45鋼和42CrMo鋼激(ji)光(guang)加熱表面淬火的效(xiao)果。
從表(biao)(biao)3-41可以(yi)看出(chu)，為了提(ti)高光能的吸收(shou)率，被加工金屬表(biao)(biao)面(mian)必須施(shi)行黑化(hua)處理(li)，最好的黑化(hua)方法是磷酸鹽(yan)法。
