利用高(gao)功(gong)率、高(gao)密度激(ji)(ji)(ji)光(guang)束（一(yi)般用104~105W/c㎡)對金屬進行表面處(chu)理(li)的(de)方法(fa)稱為(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)熱(re)處(chu)理(li)。激(ji)(ji)(ji)光(guang)熱(re)處(chu)理(li)分(fen)為(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)相變硬化(hua)（表面淬(cui)火、表面非晶化(hua)及表面重熔淬(cui)火）、激(ji)(ji)(ji)光(guang)表面合(he)(he)金化(hua)（表面敷層合(he)(he)金化(hua)、硬質粒(li)子噴射合(he)(he)金化(hua)、氣(qi)體合(he)(he)金化(hua)）等表面改(gai)性(xing)工程，產生(sheng)其(qi)他表面加熱(re)淬(cui)火強化(hua)達不到的(de)表面成分(fen)、組(zu)織(zhi)及性(xing)能的(de)改(gai)變。
激(ji)光(guang)(guang)(guang)熱(re)處(chu)(chu)理(li)為高(gao)(gao)(gao)速加熱(re)、高(gao)(gao)(gao)速冷卻，獲得的(de)組織細(xi)密(mi)、硬度高(gao)(gao)(gao)、耐磨性能好，淬(cui)火部(bu)(bu)位(wei)可(ke)獲得大于3920MPa的(de)殘留應(ying)力，有(you)助(zhu)于提高(gao)(gao)(gao)疲(pi)勞性能。激(ji)光(guang)(guang)(guang)熱(re)處(chu)(chu)理(li)可(ke)以進行局部(bu)(bu)選擇(ze)性淬(cui)火，通(tong)過對(dui)光(guang)(guang)(guang)斑尺寸的(de)控制，尤其適(shi)合其他熱(re)處(chu)(chu)理(li)方法(fa)無法(fa)處(chu)(chu)理(li)的(de)不通(tong)孔(kong)、沉溝(gou)、微區、夾角、圓角和(he)刀(dao)具刃部(bu)(bu)等(deng)局部(bu)(bu)區域的(de)硬化。激(ji)光(guang)(guang)(guang)可(ke)以遠距離(li)傳送，容(rong)易實現(xian)一(yi)臺激(ji)光(guang)(guang)(guang)器供(gong)若干工作臺同(tong)時(shi)或單獨使用，易于采用計算機對(dui)
激(ji)光熱處理(li)工藝過(guo)程(cheng)進行控制和管理(li)，實現生產過(guo)程(cheng)的自動化。此(ci)外，激(ji)光熱處理(li)具有耗電(dian)低、變形(xing)極小(xiao)，不需冷(leng)卻介質(zhi)，速度快(kuai)、效率高及(ji)無工業(ye)污染等優點。
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。
利用激(ji)光(guang)照(zhao)射(she)事先經過黑化(hua)處(chu)理(li)的工件表面(mian)，使表面(mian)薄(bo)層快(kuai)速(su)加熱(re)到相變溫度(du)(du)以上（低于熔點），光(guang)束移開(kai)后通(tong)過自(zi)激(ji)冷卻即可實現(xian)表面(mian)淬火硬化(hua)。用于激(ji)光(guang)表面(mian)淬火的功率密度(du)(du)為103~105W/c㎡。由于加熱(re)工件的表面(mian)溫度(du)(du)及穿透深度(du)(du)均與(yu)(yu)激(ji)光(guang)照(zhao)射(she)持續時間的平方根(gen)成正比，因此當激(ji)光(guang)束功率及光(guang)斑尺寸確定后，通(tong)過改(gai)變激(ji)光(guang)束的掃描速(su)率，就(jiu)可以控(kong)制工件表面(mian)溫度(du)(du)與(yu)(yu)加熱(re)層深度(du)(du)。
激光淬火的基本工藝參(can)數包括(kuo)激光器的輸出(chu)功率、光斑尺寸、掃(sao)描速度（或工件移(yi)動(dong)速度）以(yi)及材料對光的吸收率等(deng)。
激光淬火鋼(gang)件表層(ceng)可獲得極(ji)細(xi)的馬氏(shi)(shi)體(ti)，合金鋼(gang)硬化(hua)區(qu)組織為(wei)極(ji)細(xi)板條或針(zhen)狀馬氏(shi)(shi)體(ti)、未溶碳化(hua)物(wu)及少(shao)量殘(can)留奧氏(shi)(shi)體(ti)，激光硬化(hua)區(qu)與(yu)基體(ti)交(jiao)界區(qu)呈現復雜的多相組織。
激光(guang)表(biao)面(mian)淬火(huo)與(yu)高頻(pin)及(ji)火(huo)焰表(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱淬火(huo)相比較，前者受熱及(ji)冷卻區域極小(xiao)，因而畸變極小(xiao)、殘留應(ying)力小(xiao)，且由(you)于(yu)無氧化脫碳作用(yong)(yong)，淬火(huo)表(biao)面(mian)更加(jia)(jia)光(guang)亮(liang)潔凈，從而可以(yi)在最終精加(jia)(jia)工工序以(yi)后(hou)進行。利(li)用(yong)(yong)激光(guang)表(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱淬火(huo)可改善模(mo)具(ju)表(biao)面(mian)硬度(du)、耐磨性(xing)(xing)、熱穩定(ding)性(xing)(xing)、抗疲勞性(xing)(xing)和(he)臨界(jie)斷裂韌度(du)等(deng)力學性(xing)(xing)能，是提高模(mo)具(ju)壽命(ming)(ming)的(de)有(you)效途徑之一(yi)。例如GCr15鋼制軸承(cheng)保(bao)持架沖孔(kong)用(yong)(yong)的(de)沖孔(kong)凹模(mo)，經(jing)常規(gui)處(chu)理(li)后(hou)的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)(ming)為(wei)1.12萬(wan)次，經(jing)激光(guang)處(chu)理(li)后(hou)的(de)壽命(ming)(ming)達2.8萬(wan)次。GCr15鋼制擠(ji)壓孔(kong)邊用(yong)(yong)的(de)壓坡模(mo)，經(jing)激光(guang)處(chu)理(li)后(hou)，可連續沖壓6000件，而按(an)常規(gui)熱處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)后(hou)，最高使(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)(ming)為(wei)3000件。
如果(guo)(guo)在(zai)工件表(biao)面涂(tu)敷硬(ying)質合金粉(fen)末，即可實現表(biao)面合金化(hua)。激光加熱的優點是(shi)工件無需置(zhi)于真(zhen)空。表(biao)3-41所列為45鋼和(he)42CrMo鋼激光加熱表(biao)面淬火(huo)的效果(guo)(guo)。
從(cong)表3-41可以(yi)看出(chu)，為(wei)了提高光能的吸收率，被加工金屬表面必(bi)須(xu)施行黑化處理，最好的黑化方法(fa)(fa)是磷酸鹽法(fa)(fa)。
