利用(yong)高功率、高密度激光(guang)束(shu)（一(yi)般用(yong)104~105W/c㎡)對(dui)金(jin)屬進(jin)行(xing)表(biao)(biao)面處(chu)理(li)的(de)方法稱(cheng)為激光(guang)熱處(chu)理(li)。激光(guang)熱處(chu)理(li)分(fen)(fen)為激光(guang)相變(bian)硬化（表(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)、表(biao)(biao)面非晶化及(ji)表(biao)(biao)面重熔淬(cui)火(huo)）、激光(guang)表(biao)(biao)面合(he)金(jin)化（表(biao)(biao)面敷層合(he)金(jin)化、硬質粒子噴射合(he)金(jin)化、氣體合(he)金(jin)化）等表(biao)(biao)面改性工(gong)程，產生其(qi)他表(biao)(biao)面加熱淬(cui)火(huo)強化達(da)不到的(de)表(biao)(biao)面成分(fen)(fen)、組織(zhi)及(ji)性能的(de)改變(bian)。
激(ji)光熱處(chu)(chu)理(li)為高(gao)速(su)加熱、高(gao)速(su)冷(leng)卻，獲(huo)得的(de)組織細密、硬度高(gao)、耐磨(mo)性(xing)能(neng)好(hao)，淬(cui)火部(bu)位可(ke)獲(huo)得大(da)于3920MPa的(de)殘留(liu)應力，有助于提高(gao)疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)。激(ji)光熱處(chu)(chu)理(li)可(ke)以進行局部(bu)選擇性(xing)淬(cui)火，通過對光斑尺寸的(de)控制，尤其(qi)適(shi)合(he)其(qi)他(ta)熱處(chu)(chu)理(li)方法無法處(chu)(chu)理(li)的(de)不通孔、沉溝、微區、夾角、圓角和刀具刃(ren)部(bu)等局部(bu)區域的(de)硬化。激(ji)光可(ke)以遠(yuan)距離(li)傳送，容易實現一臺激(ji)光器供若(ruo)干(gan)工作(zuo)臺同時(shi)或單獨使用(yong)，易于采(cai)用(yong)計算(suan)機對
激光熱處(chu)理(li)工藝過(guo)程進行(xing)控制和管理(li)，實(shi)現(xian)生產過(guo)程的自動(dong)化。此外，激光熱處(chu)理(li)具有耗電低、變(bian)形極小，不需(xu)冷卻介質，速度快、效率(lv)高及無工業(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(li)用(yong)激光(guang)照射事(shi)先經過(guo)(guo)黑化處理(li)的工件(jian)表(biao)(biao)(biao)面，使表(biao)(biao)(biao)面薄層(ceng)快速(su)加熱(re)(re)(re)到(dao)相變溫度(du)以上（低于(yu)熔點），光(guang)束(shu)移開后通過(guo)(guo)自激冷(leng)卻(que)即可實現(xian)表(biao)(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)硬化。用(yong)于(yu)激光(guang)表(biao)(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)的功率(lv)密度(du)為103~105W/c㎡。由(you)于(yu)加熱(re)(re)(re)工件(jian)的表(biao)(biao)(biao)面溫度(du)及(ji)穿透深(shen)度(du)均(jun)與(yu)激光(guang)照射持續(xu)時(shi)間的平方根成正比，因此(ci)當(dang)激光(guang)束(shu)功率(lv)及(ji)光(guang)斑尺寸確定后，通過(guo)(guo)改(gai)變激光(guang)束(shu)的掃描(miao)速(su)率(lv)，就可以控制工件(jian)表(biao)(biao)(biao)面溫度(du)與(yu)加熱(re)(re)(re)層(ceng)深(shen)度(du)。
激光(guang)淬(cui)火(huo)的基(ji)本工藝參數包括激光(guang)器的輸出功率、光(guang)斑(ban)尺寸、掃描速(su)度（或工件移(yi)動(dong)速(su)度）以及材料對(dui)光(guang)的吸(xi)收率等。
激光淬火鋼件(jian)表層可(ke)獲得極細的馬(ma)氏體(ti)，合(he)金(jin)鋼硬(ying)化區組(zu)織(zhi)為極細板條(tiao)或針狀馬(ma)氏體(ti)、未溶碳化物(wu)及少量殘留奧氏體(ti)，激光硬(ying)化區與基體(ti)交界區呈現復雜的多相組(zu)織(zhi)。
激(ji)光表(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)與高頻及火(huo)焰表(biao)(biao)面加熱(re)(re)淬(cui)火(huo)相比較，前者受熱(re)(re)及冷卻區域(yu)極小(xiao)(xiao)，因而(er)畸變極小(xiao)(xiao)、殘留應力(li)小(xiao)(xiao)，且由(you)于無(wu)氧(yang)化(hua)脫碳作用(yong)(yong)，淬(cui)火(huo)表(biao)(biao)面更加光亮(liang)潔凈，從而(er)可(ke)(ke)以在最終(zhong)精加工(gong)工(gong)序以后(hou)進行。利(li)用(yong)(yong)激(ji)光表(biao)(biao)面加熱(re)(re)淬(cui)火(huo)可(ke)(ke)改善(shan)模具表(biao)(biao)面硬度、耐磨性(xing)(xing)、熱(re)(re)穩(wen)定性(xing)(xing)、抗疲勞性(xing)(xing)和臨界斷裂韌度等力(li)學性(xing)(xing)能(neng)，是(shi)提高模具壽命的(de)有效途徑(jing)之一。例如GCr15鋼制軸承保持架沖孔用(yong)(yong)的(de)沖孔凹模，經常規處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)使用(yong)(yong)壽命為1.12萬(wan)次(ci)(ci)，經激(ji)光處(chu)(chu)理(li)后(hou)的(de)壽命達2.8萬(wan)次(ci)(ci)。GCr15鋼制擠壓孔邊用(yong)(yong)的(de)壓坡模，經激(ji)光處(chu)(chu)理(li)后(hou)，可(ke)(ke)連續沖壓6000件(jian)，而(er)按常規熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝處(chu)(chu)理(li)后(hou)，最高使用(yong)(yong)壽命為3000件(jian)。
如果在工件表(biao)(biao)面涂敷硬質合金粉末，即(ji)可(ke)實現表(biao)(biao)面合金化。激光加熱的優點(dian)是工件無需(xu)置于真空。表(biao)(biao)3-41所列為(wei)45鋼(gang)和42CrMo鋼(gang)激光加熱表(biao)(biao)面淬火(huo)的效果。
從表3-41可以(yi)看出，為了(le)提高光能的(de)吸收率(lv)，被加工金(jin)屬表面必須施行(xing)黑化處理(li)，最(zui)好(hao)的(de)黑化方(fang)法是磷(lin)酸鹽法。
