利(li)用高功率、高密度激(ji)(ji)光(guang)束（一般用104~105W/c㎡)對金(jin)(jin)屬(shu)進行表(biao)(biao)面(mian)(mian)處理(li)的(de)(de)方(fang)法稱為激(ji)(ji)光(guang)熱處理(li)。激(ji)(ji)光(guang)熱處理(li)分為激(ji)(ji)光(guang)相(xiang)變硬(ying)化(hua)（表(biao)(biao)面(mian)(mian)淬火(huo)、表(biao)(biao)面(mian)(mian)非晶化(hua)及(ji)表(biao)(biao)面(mian)(mian)重熔淬火(huo)）、激(ji)(ji)光(guang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)合金(jin)(jin)化(hua)（表(biao)(biao)面(mian)(mian)敷層合金(jin)(jin)化(hua)、硬(ying)質粒子噴射合金(jin)(jin)化(hua)、氣體(ti)合金(jin)(jin)化(hua)）等表(biao)(biao)面(mian)(mian)改(gai)性工程，產生其他表(biao)(biao)面(mian)(mian)加熱淬火(huo)強化(hua)達不到的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)成分、組織(zhi)及(ji)性能的(de)(de)改(gai)變。
激(ji)光(guang)(guang)熱(re)(re)處理(li)為(wei)高速加熱(re)(re)、高速冷卻，獲(huo)得的組織細密、硬度高、耐(nai)磨性能好，淬火部(bu)(bu)位(wei)可(ke)獲(huo)得大于3920MPa的殘留應力，有(you)助于提高疲勞性能。激(ji)光(guang)(guang)熱(re)(re)處理(li)可(ke)以進(jin)行局部(bu)(bu)選擇性淬火，通(tong)過對(dui)光(guang)(guang)斑尺寸的控制，尤其(qi)適合(he)其(qi)他熱(re)(re)處理(li)方法(fa)無法(fa)處理(li)的不通(tong)孔、沉溝、微區、夾角、圓角和刀(dao)具刃部(bu)(bu)等局部(bu)(bu)區域的硬化(hua)。激(ji)光(guang)(guang)可(ke)以遠距離傳送，容易實(shi)現一臺激(ji)光(guang)(guang)器(qi)供若干工作(zuo)臺同時(shi)或單獨使用(yong)，易于采用(yong)計算(suan)機對(dui)
激光(guang)熱(re)處理工藝過程進行(xing)控制和管(guan)理，實現生產過程的自動(dong)化。此外(wai)，激光(guang)熱(re)處理具有耗電低(di)、變形極(ji)小，不需冷卻介質，速度快、效率高及無工業污(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。
利用激(ji)(ji)(ji)(ji)光照(zhao)射事先經過(guo)黑化(hua)處理的(de)工(gong)件表面，使表面薄(bo)層(ceng)(ceng)快速加熱到(dao)相變溫度以上（低于熔點），光束移開后通過(guo)自激(ji)(ji)(ji)(ji)冷卻即可(ke)(ke)實現表面淬火(huo)硬化(hua)。用于激(ji)(ji)(ji)(ji)光表面淬火(huo)的(de)功(gong)(gong)率(lv)密度為103~105W/c㎡。由于加熱工(gong)件的(de)表面溫度及穿透(tou)深度均(jun)與激(ji)(ji)(ji)(ji)光照(zhao)射持(chi)續(xu)時間的(de)平方(fang)根成正比，因此當激(ji)(ji)(ji)(ji)光束功(gong)(gong)率(lv)及光斑尺寸確(que)定(ding)后，通過(guo)改(gai)變激(ji)(ji)(ji)(ji)光束的(de)掃描(miao)速率(lv)，就(jiu)可(ke)(ke)以控(kong)制工(gong)件表面溫度與加熱層(ceng)(ceng)深度。
激光(guang)淬火的基本工藝參數包括激光(guang)器的輸出功率、光(guang)斑尺寸、掃描速(su)度（或工件移動速(su)度）以(yi)及材料對光(guang)的吸收(shou)率等。
激光淬火鋼(gang)件表層可(ke)獲得(de)極細的馬氏(shi)體(ti)，合金(jin)鋼(gang)硬化(hua)區(qu)組織為極細板條或針狀(zhuang)馬氏(shi)體(ti)、未溶碳化(hua)物及少量殘留(liu)奧氏(shi)體(ti)，激光硬化(hua)區(qu)與基(ji)體(ti)交(jiao)界區(qu)呈現復(fu)雜的多相組織。
激光(guang)(guang)表(biao)(biao)面淬(cui)(cui)火(huo)(huo)與(yu)高(gao)頻及(ji)火(huo)(huo)焰(yan)表(biao)(biao)面加熱(re)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)相比較(jiao)，前者受熱(re)及(ji)冷卻(que)區(qu)域極(ji)小(xiao)，因而(er)畸變(bian)極(ji)小(xiao)、殘留應力(li)小(xiao)，且由于(yu)無氧化脫碳(tan)作用(yong)，淬(cui)(cui)火(huo)(huo)表(biao)(biao)面更加光(guang)(guang)亮潔凈，從而(er)可以在最終精加工工序以后進行。利(li)用(yong)激光(guang)(guang)表(biao)(biao)面加熱(re)淬(cui)(cui)火(huo)(huo)可改善(shan)模具表(biao)(biao)面硬度、耐(nai)磨性、熱(re)穩定性、抗疲勞性和臨界(jie)斷裂(lie)韌度等力(li)學(xue)性能，是提高(gao)模具壽命的有效途徑之(zhi)一。例如GCr15鋼制軸承保持架沖孔用(yong)的沖孔凹模，經(jing)常(chang)規(gui)處(chu)理后的使用(yong)壽命為1.12萬(wan)次，經(jing)激光(guang)(guang)處(chu)理后的壽命達2.8萬(wan)次。GCr15鋼制擠壓(ya)(ya)孔邊用(yong)的壓(ya)(ya)坡模，經(jing)激光(guang)(guang)處(chu)理后，可連續沖壓(ya)(ya)6000件，而(er)按常(chang)規(gui)熱(re)處(chu)理工藝(yi)處(chu)理后，最高(gao)使用(yong)壽命為3000件。
如(ru)果在(zai)工件表(biao)面(mian)(mian)涂(tu)敷硬質合金粉末，即可實現表(biao)面(mian)(mian)合金化。激光(guang)加(jia)熱(re)的優(you)點是工件無需(xu)置于真空。表(biao)3-41所列(lie)為45鋼和(he)42CrMo鋼激光(guang)加(jia)熱(re)表(biao)面(mian)(mian)淬火的效果。
從(cong)表3-41可(ke)以看出，為了提高光(guang)能的吸(xi)收率(lv)，被加工金屬(shu)表面必須施(shi)行(xing)黑化(hua)處理，最好的黑化(hua)方法是磷酸鹽(yan)法。
