利(li)用(yong)高功(gong)率、高密度(du)激光束(shu)（一般用(yong)104~105W/c㎡)對金屬進行表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處理的(de)方法稱為激光熱處理。激光熱處理分(fen)為激光相變硬化(hua)(hua)(hua)（表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)淬(cui)(cui)火、表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)非晶化(hua)(hua)(hua)及表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)重(zhong)熔淬(cui)(cui)火）、激光表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)合金化(hua)(hua)(hua)（表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)敷層(ceng)合金化(hua)(hua)(hua)、硬質粒子噴射合金化(hua)(hua)(hua)、氣(qi)體(ti)合金化(hua)(hua)(hua)）等(deng)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)改性(xing)工程，產生其他表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)加(jia)熱淬(cui)(cui)火強化(hua)(hua)(hua)達不到的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)成分(fen)、組織及性(xing)能的(de)改變。
激光(guang)(guang)熱處(chu)(chu)理為(wei)高(gao)(gao)速加(jia)熱、高(gao)(gao)速冷(leng)卻，獲得(de)的(de)組織細(xi)密、硬度(du)高(gao)(gao)、耐(nai)磨性(xing)(xing)能好，淬(cui)(cui)火部(bu)(bu)(bu)位可獲得(de)大于3920MPa的(de)殘(can)留應(ying)力，有助于提高(gao)(gao)疲勞(lao)性(xing)(xing)能。激光(guang)(guang)熱處(chu)(chu)理可以(yi)進行(xing)局部(bu)(bu)(bu)選擇性(xing)(xing)淬(cui)(cui)火，通過對光(guang)(guang)斑尺寸的(de)控制(zhi)，尤其適合其他熱處(chu)(chu)理方法(fa)無(wu)法(fa)處(chu)(chu)理的(de)不通孔、沉(chen)溝、微區、夾(jia)角(jiao)、圓角(jiao)和刀具刃(ren)部(bu)(bu)(bu)等(deng)局部(bu)(bu)(bu)區域(yu)的(de)硬化。激光(guang)(guang)可以(yi)遠(yuan)距離傳送，容易實現(xian)一臺激光(guang)(guang)器供若(ruo)干工作臺同時或單獨使用，易于采用計算機對
激光(guang)熱處理工藝過(guo)程進(jin)行控制和管理，實現生產過(guo)程的自動化(hua)。此外，激光(guang)熱處理具有(you)耗電低、變形極小，不需冷卻介(jie)質，速度(du)快(kuai)、效(xiao)率高及無工業污染(ran)等(deng)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)光照(zhao)射事先經過(guo)黑化處理(li)的(de)工(gong)件表(biao)(biao)面，使表(biao)(biao)面薄層快速加(jia)(jia)熱(re)到(dao)相變溫度(du)(du)(du)以上(shang)（低于(yu)熔點），光束移開后(hou)通過(guo)自激(ji)冷卻即(ji)可(ke)實現(xian)表(biao)(biao)面淬火硬化。用于(yu)激(ji)光表(biao)(biao)面淬火的(de)功率(lv)(lv)密度(du)(du)(du)為103~105W/c㎡。由于(yu)加(jia)(jia)熱(re)工(gong)件的(de)表(biao)(biao)面溫度(du)(du)(du)及穿透(tou)深度(du)(du)(du)均與激(ji)光照(zhao)射持續時(shi)間的(de)平方根(gen)成正比，因此當激(ji)光束功率(lv)(lv)及光斑尺寸確定(ding)后(hou)，通過(guo)改(gai)變激(ji)光束的(de)掃描速率(lv)(lv)，就可(ke)以控制工(gong)件表(biao)(biao)面溫度(du)(du)(du)與加(jia)(jia)熱(re)層深度(du)(du)(du)。
激光(guang)淬火的基本工藝參(can)數包括激光(guang)器的輸出(chu)功率、光(guang)斑尺寸、掃(sao)描速(su)度（或工件移動速(su)度）以及材(cai)料對光(guang)的吸收率等(deng)。
激(ji)光淬火鋼件表層可獲得極(ji)細(xi)的馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)，合金鋼硬(ying)化區(qu)(qu)組織為極(ji)細(xi)板條或針狀馬(ma)氏(shi)(shi)體(ti)、未溶碳化物及少量殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)，激(ji)光硬(ying)化區(qu)(qu)與基體(ti)交界區(qu)(qu)呈現復雜的多相組織。
激(ji)光(guang)(guang)表面(mian)淬(cui)火(huo)與高(gao)頻(pin)及火(huo)焰表面(mian)加(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)相比較(jiao)，前者受(shou)熱(re)及冷卻區域極小(xiao)，因(yin)而(er)畸變極小(xiao)、殘留(liu)應力小(xiao)，且由于無(wu)氧化脫碳作用，淬(cui)火(huo)表面(mian)更加(jia)光(guang)(guang)亮潔凈，從而(er)可以在(zai)最終精加(jia)工(gong)工(gong)序以后(hou)進行。利(li)用激(ji)光(guang)(guang)表面(mian)加(jia)熱(re)淬(cui)火(huo)可改善模具表面(mian)硬度(du)、耐磨性、熱(re)穩定性、抗疲勞性和臨界(jie)斷裂韌度(du)等力學性能，是提高(gao)模具壽(shou)(shou)命(ming)的(de)有效途徑之一。例如GCr15鋼(gang)制軸承保持(chi)架沖孔用的(de)沖孔凹模，經常規處(chu)(chu)理后(hou)的(de)使用壽(shou)(shou)命(ming)為(wei)(wei)1.12萬次，經激(ji)光(guang)(guang)處(chu)(chu)理后(hou)的(de)壽(shou)(shou)命(ming)達2.8萬次。GCr15鋼(gang)制擠(ji)壓(ya)孔邊用的(de)壓(ya)坡(po)模，經激(ji)光(guang)(guang)處(chu)(chu)理后(hou)，可連續(xu)沖壓(ya)6000件，而(er)按常規熱(re)處(chu)(chu)理工(gong)藝處(chu)(chu)理后(hou)，最高(gao)使用壽(shou)(shou)命(ming)為(wei)(wei)3000件。
如果(guo)在工件表(biao)(biao)面涂敷硬質(zhi)合金(jin)粉(fen)末(mo)，即可實現表(biao)(biao)面合金(jin)化(hua)。激光加(jia)熱的優點是工件無需置于真空。表(biao)(biao)3-41所列為45鋼和(he)42CrMo鋼激光加(jia)熱表(biao)(biao)面淬火的效果(guo)。
從表3-41可以看出，為了提(ti)高光能(neng)的(de)吸收(shou)率，被加工金(jin)屬(shu)表面(mian)必須施行黑化(hua)處(chu)理，最好的(de)黑化(hua)方法(fa)是磷酸鹽法(fa)。
