利用(yong)高功率、高密(mi)度激光(guang)束（一般(ban)用(yong)104~105W/c㎡)對(dui)金(jin)(jin)屬進行表(biao)(biao)面(mian)(mian)處理(li)(li)的方(fang)法稱為(wei)(wei)激光(guang)熱處理(li)(li)。激光(guang)熱處理(li)(li)分為(wei)(wei)激光(guang)相變(bian)(bian)硬化（表(biao)(biao)面(mian)(mian)淬火、表(biao)(biao)面(mian)(mian)非晶化及(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)重熔淬火）、激光(guang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)合(he)金(jin)(jin)化（表(biao)(biao)面(mian)(mian)敷層合(he)金(jin)(jin)化、硬質(zhi)粒子噴(pen)射合(he)金(jin)(jin)化、氣體合(he)金(jin)(jin)化）等表(biao)(biao)面(mian)(mian)改性工程，產生其他表(biao)(biao)面(mian)(mian)加熱淬火強化達不到的表(biao)(biao)面(mian)(mian)成(cheng)分、組織及(ji)性能(neng)的改變(bian)(bian)。
激(ji)光(guang)熱處理(li)為高(gao)(gao)速加(jia)熱、高(gao)(gao)速冷卻，獲(huo)(huo)得(de)的(de)組織細密、硬(ying)度(du)高(gao)(gao)、耐磨性能好，淬火部(bu)位可(ke)獲(huo)(huo)得(de)大(da)于(yu)3920MPa的(de)殘留應力，有助于(yu)提高(gao)(gao)疲(pi)勞性能。激(ji)光(guang)熱處理(li)可(ke)以進行局部(bu)選擇性淬火，通(tong)過對光(guang)斑尺寸的(de)控制，尤其(qi)(qi)適合其(qi)(qi)他熱處理(li)方法(fa)(fa)無法(fa)(fa)處理(li)的(de)不通(tong)孔、沉溝、微區、夾角(jiao)、圓角(jiao)和刀具(ju)刃部(bu)等局部(bu)區域(yu)的(de)硬(ying)化。激(ji)光(guang)可(ke)以遠距離傳送，容(rong)易實(shi)現(xian)一臺(tai)(tai)激(ji)光(guang)器供若干工作臺(tai)(tai)同(tong)時(shi)或單獨使用，易于(yu)采用計算機對
激光熱處理(li)(li)工藝過程(cheng)進行控制和(he)管(guan)理(li)(li)，實現(xian)生產過程(cheng)的(de)自動化。此(ci)外，激光熱處理(li)(li)具有耗(hao)電低、變形極小，不需冷(leng)卻介質，速(su)度(du)快、效率高及無工業污染等優點。
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。
利用激光(guang)(guang)照(zhao)射事(shi)先經過黑化處理(li)的(de)工(gong)(gong)件表(biao)(biao)(biao)面(mian)，使表(biao)(biao)(biao)面(mian)薄(bo)層(ceng)快速(su)(su)加(jia)熱(re)到(dao)相變(bian)溫(wen)度(du)以上（低于熔(rong)點），光(guang)(guang)束移開(kai)后通(tong)過自(zi)激冷卻即(ji)可(ke)實現表(biao)(biao)(biao)面(mian)淬火硬化。用于激光(guang)(guang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)淬火的(de)功(gong)率密(mi)度(du)為103~105W/c㎡。由于加(jia)熱(re)工(gong)(gong)件的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)溫(wen)度(du)及穿透深(shen)度(du)均(jun)與激光(guang)(guang)照(zhao)射持續時間(jian)的(de)平方根成正比，因此(ci)當激光(guang)(guang)束功(gong)率及光(guang)(guang)斑尺(chi)寸確定后，通(tong)過改變(bian)激光(guang)(guang)束的(de)掃描速(su)(su)率，就可(ke)以控制工(gong)(gong)件表(biao)(biao)(biao)面(mian)溫(wen)度(du)與加(jia)熱(re)層(ceng)深(shen)度(du)。
激光(guang)(guang)淬火的基本工藝參(can)數包括激光(guang)(guang)器(qi)的輸(shu)出功率(lv)、光(guang)(guang)斑尺寸、掃描速度(du)（或工件移(yi)動速度(du)）以及材料對光(guang)(guang)的吸(xi)收率(lv)等。
激(ji)光淬火(huo)鋼件表層可獲得(de)極(ji)細的馬(ma)氏體(ti)，合金鋼硬化(hua)區(qu)組織(zhi)為極(ji)細板(ban)條或針(zhen)狀馬(ma)氏體(ti)、未溶碳化(hua)物及(ji)少量(liang)殘留奧氏體(ti)，激(ji)光硬化(hua)區(qu)與基體(ti)交界區(qu)呈現復雜的多(duo)相(xiang)組織(zhi)。
激(ji)光(guang)(guang)表(biao)面淬火(huo)與高頻及火(huo)焰表(biao)面加(jia)熱(re)淬火(huo)相比較，前者受熱(re)及冷(leng)卻區(qu)域極小，因而畸變極小、殘留應力小，且由于無(wu)氧化脫碳作(zuo)用(yong)，淬火(huo)表(biao)面更加(jia)光(guang)(guang)亮(liang)潔凈，從而可以在最終精(jing)加(jia)工(gong)(gong)工(gong)(gong)序以后(hou)(hou)進(jin)行。利用(yong)激(ji)光(guang)(guang)表(biao)面加(jia)熱(re)淬火(huo)可改善模具表(biao)面硬度、耐磨性(xing)、熱(re)穩定性(xing)、抗疲勞(lao)性(xing)和(he)臨界(jie)斷裂韌(ren)度等力學性(xing)能，是提高模具壽命(ming)(ming)的(de)有(you)效途(tu)徑之一。例如GCr15鋼(gang)制軸(zhou)承保持(chi)架沖(chong)(chong)孔用(yong)的(de)沖(chong)(chong)孔凹模，經常規處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)(ming)為1.12萬次(ci)，經激(ji)光(guang)(guang)處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)的(de)壽命(ming)(ming)達2.8萬次(ci)。GCr15鋼(gang)制擠壓孔邊用(yong)的(de)壓坡(po)模，經激(ji)光(guang)(guang)處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)，可連續(xu)沖(chong)(chong)壓6000件，而按常規熱(re)處(chu)(chu)理(li)(li)工(gong)(gong)藝處(chu)(chu)理(li)(li)后(hou)(hou)，最高使(shi)用(yong)壽命(ming)(ming)為3000件。
如果(guo)在工(gong)件表面涂敷硬質合(he)金粉末，即可實現表面合(he)金化。激光(guang)加熱(re)的優點是工(gong)件無需置(zhi)于真空(kong)。表3-41所列為45鋼和(he)42CrMo鋼激光(guang)加熱(re)表面淬火的效果(guo)。
從表(biao)3-41可以看出(chu)，為(wei)了提高(gao)光能的(de)吸收率(lv)，被加工金屬表(biao)面必須施行黑化(hua)處理，最好的(de)黑化(hua)方法(fa)是磷酸鹽法(fa)。
