利用(yong)高(gao)功(gong)率、高(gao)密度(du)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束（一(yi)般用(yong)104~105W/c㎡)對金(jin)(jin)屬進行(xing)表面(mian)處理(li)的(de)方法稱為(wei)激(ji)光(guang)(guang)(guang)熱(re)處理(li)。激(ji)光(guang)(guang)(guang)熱(re)處理(li)分為(wei)激(ji)光(guang)(guang)(guang)相變(bian)硬化(hua)（表面(mian)淬(cui)火(huo)、表面(mian)非晶化(hua)及表面(mian)重熔淬(cui)火(huo)）、激(ji)光(guang)(guang)(guang)表面(mian)合金(jin)(jin)化(hua)（表面(mian)敷(fu)層(ceng)合金(jin)(jin)化(hua)、硬質粒子噴射合金(jin)(jin)化(hua)、氣體合金(jin)(jin)化(hua)）等(deng)表面(mian)改(gai)性工程，產生其他(ta)表面(mian)加熱(re)淬(cui)火(huo)強化(hua)達不到的(de)表面(mian)成分、組(zu)織及性能(neng)的(de)改(gai)變(bian)。
激(ji)光(guang)(guang)熱處理(li)為(wei)高(gao)速加熱、高(gao)速冷卻，獲(huo)得(de)的(de)組織細密、硬度高(gao)、耐磨性能好，淬火(huo)部(bu)(bu)位可獲(huo)得(de)大于3920MPa的(de)殘留(liu)應力，有助(zhu)于提高(gao)疲勞性能。激(ji)光(guang)(guang)熱處理(li)可以進行局部(bu)(bu)選擇性淬火(huo)，通(tong)過(guo)對光(guang)(guang)斑尺(chi)寸的(de)控(kong)制，尤(you)其適合其他熱處理(li)方法無(wu)法處理(li)的(de)不通(tong)孔、沉溝(gou)、微區、夾角、圓(yuan)角和刀具刃(ren)部(bu)(bu)等局部(bu)(bu)區域的(de)硬化。激(ji)光(guang)(guang)可以遠(yuan)距離傳(chuan)送，容易(yi)(yi)實現一臺激(ji)光(guang)(guang)器供若干工作(zuo)臺同時(shi)或(huo)單獨使(shi)用(yong)，易(yi)(yi)于采用(yong)計算機(ji)對
激光熱處(chu)理工(gong)藝過程(cheng)進(jin)行控(kong)制(zhi)和管(guan)理，實現生產過程(cheng)的(de)自動化。此(ci)外，激光熱處(chu)理具(ju)有耗電低、變形極小，不需冷卻介質，速度快、效率高(gao)及無工(gong)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)(ji)光照(zhao)射事(shi)先經過(guo)黑化處理的工(gong)件表(biao)面(mian)，使表(biao)面(mian)薄層(ceng)快(kuai)速加熱到相變溫度(du)(du)以上（低于熔點），光束移開后(hou)通過(guo)自激(ji)(ji)冷卻即可實現表(biao)面(mian)淬火(huo)硬化。用(yong)(yong)于激(ji)(ji)光表(biao)面(mian)淬火(huo)的功(gong)率密度(du)(du)為103~105W/c㎡。由于加熱工(gong)件的表(biao)面(mian)溫度(du)(du)及(ji)穿透深度(du)(du)均與激(ji)(ji)光照(zhao)射持續時間的平方根成正比，因此當激(ji)(ji)光束功(gong)率及(ji)光斑尺寸確定(ding)后(hou)，通過(guo)改變激(ji)(ji)光束的掃描(miao)速率，就可以控(kong)制工(gong)件表(biao)面(mian)溫度(du)(du)與加熱層(ceng)深度(du)(du)。
激光(guang)淬火的基本工藝參數(shu)包括(kuo)激光(guang)器的輸(shu)出(chu)功率、光(guang)斑尺寸(cun)、掃描速度(du)（或工件移動速度(du)）以及材料對(dui)光(guang)的吸收率等。
激光(guang)淬火鋼件(jian)表(biao)層可獲(huo)得(de)極細(xi)的馬氏(shi)體，合金鋼硬化(hua)區組織(zhi)為極細(xi)板條或針(zhen)狀馬氏(shi)體、未溶碳化(hua)物及少量殘留(liu)奧(ao)氏(shi)體，激光(guang)硬化(hua)區與基(ji)體交界區呈現復雜的多相組織(zhi)。
激光表(biao)(biao)面(mian)淬(cui)(cui)火(huo)與高(gao)(gao)頻及火(huo)焰表(biao)(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱(re)(re)淬(cui)(cui)火(huo)相比較(jiao)，前者受(shou)熱(re)(re)及冷卻區域極小，因而(er)(er)(er)畸變極小、殘(can)留應(ying)力小，且由于(yu)無氧(yang)化脫碳作(zuo)用，淬(cui)(cui)火(huo)表(biao)(biao)面(mian)更加(jia)(jia)光亮潔凈，從(cong)而(er)(er)(er)可以(yi)在最終精加(jia)(jia)工工序以(yi)后(hou)進行。利用激光表(biao)(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱(re)(re)淬(cui)(cui)火(huo)可改(gai)善模(mo)(mo)(mo)具表(biao)(biao)面(mian)硬度、耐磨性、熱(re)(re)穩定性、抗疲(pi)勞性和(he)臨(lin)界斷裂(lie)韌度等力學性能，是提高(gao)(gao)模(mo)(mo)(mo)具壽命的(de)有效途徑之(zhi)一。例如GCr15鋼制(zhi)軸承保持架沖孔(kong)(kong)用的(de)沖孔(kong)(kong)凹模(mo)(mo)(mo)，經常(chang)規處(chu)理(li)后(hou)的(de)使(shi)用壽命為1.12萬次，經激光處(chu)理(li)后(hou)的(de)壽命達2.8萬次。GCr15鋼制(zhi)擠壓孔(kong)(kong)邊(bian)用的(de)壓坡模(mo)(mo)(mo)，經激光處(chu)理(li)后(hou)，可連續沖壓6000件，而(er)(er)(er)按常(chang)規熱(re)(re)處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)后(hou)，最高(gao)(gao)使(shi)用壽命為3000件。
如果在工(gong)件表(biao)面涂(tu)敷(fu)硬質合金粉末，即可實現表(biao)面合金化(hua)。激光加(jia)熱(re)(re)的優點(dian)是工(gong)件無需(xu)置于真空。表(biao)3-41所列為45鋼和42CrMo鋼激光加(jia)熱(re)(re)表(biao)面淬(cui)火的效果。
從表3-41可以看出(chu)，為了提(ti)高光能的(de)吸收率，被加工金(jin)屬表面(mian)必須施行黑化處理，最好的(de)黑化方法(fa)是磷(lin)酸鹽法(fa)。
