利用高(gao)功率、高(gao)密度激(ji)光(guang)束（一般用104~105W/c㎡)對金(jin)(jin)屬進行表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)處理(li)(li)的(de)方法稱(cheng)為(wei)激(ji)光(guang)熱處理(li)(li)。激(ji)光(guang)熱處理(li)(li)分為(wei)激(ji)光(guang)相變(bian)硬(ying)化(hua)（表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)淬火(huo)、表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)非(fei)晶化(hua)及表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)重熔淬火(huo)）、激(ji)光(guang)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)合(he)金(jin)(jin)化(hua)（表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)敷層合(he)金(jin)(jin)化(hua)、硬(ying)質粒(li)子噴射合(he)金(jin)(jin)化(hua)、氣體(ti)合(he)金(jin)(jin)化(hua)）等表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)改(gai)(gai)性工(gong)程，產生(sheng)其他(ta)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)加熱淬火(huo)強化(hua)達不到的(de)表(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)成(cheng)分、組織(zhi)及性能的(de)改(gai)(gai)變(bian)。
激(ji)光(guang)熱處(chu)(chu)理為高(gao)速加熱、高(gao)速冷卻，獲(huo)(huo)得的(de)組織細密、硬度高(gao)、耐磨性(xing)能好，淬火部(bu)位(wei)可(ke)獲(huo)(huo)得大于3920MPa的(de)殘留應力，有助于提高(gao)疲勞性(xing)能。激(ji)光(guang)熱處(chu)(chu)理可(ke)以進(jin)行局部(bu)選擇(ze)性(xing)淬火，通(tong)過對(dui)光(guang)斑尺(chi)寸的(de)控制，尤(you)其適(shi)合其他熱處(chu)(chu)理方(fang)法(fa)無法(fa)處(chu)(chu)理的(de)不通(tong)孔、沉溝(gou)、微(wei)區、夾角、圓角和刀(dao)具刃部(bu)等(deng)局部(bu)區域的(de)硬化。激(ji)光(guang)可(ke)以遠距離傳送，容易實(shi)現一(yi)臺激(ji)光(guang)器(qi)供若(ruo)干(gan)工作臺同時或單獨(du)使用，易于采(cai)用計算(suan)機(ji)對(dui)
激(ji)光(guang)熱(re)處(chu)理(li)工藝過(guo)(guo)程(cheng)進行控制和管理(li)，實現生(sheng)產過(guo)(guo)程(cheng)的自動化。此(ci)外(wai)，激(ji)光(guang)熱(re)處(chu)理(li)具有耗(hao)電(dian)低、變形極小，不需冷卻介質(zhi)，速度快、效率高及(ji)無(wu)工業污染等優(you)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(guang)(guang)(guang)照射(she)事先經過(guo)黑(hei)化(hua)處理(li)的工件表(biao)(biao)面(mian)(mian)，使表(biao)(biao)面(mian)(mian)薄層(ceng)快速加熱到相變(bian)(bian)溫(wen)度以上（低于(yu)熔點(dian)），光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)移開后(hou)通過(guo)自激(ji)冷(leng)卻即可(ke)實現(xian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)淬火硬化(hua)。用于(yu)激(ji)光(guang)(guang)(guang)表(biao)(biao)面(mian)(mian)淬火的功率(lv)密(mi)度為(wei)103~105W/c㎡。由(you)于(yu)加熱工件的表(biao)(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度及(ji)(ji)穿(chuan)透深(shen)度均與激(ji)光(guang)(guang)(guang)照射(she)持續時(shi)間的平方根成正(zheng)比，因此(ci)當激(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)功率(lv)及(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)斑尺寸(cun)確定后(hou)，通過(guo)改變(bian)(bian)激(ji)光(guang)(guang)(guang)束(shu)(shu)的掃描速率(lv)，就可(ke)以控制工件表(biao)(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度與加熱層(ceng)深(shen)度。
激(ji)光(guang)淬火的基本工(gong)藝參(can)數包括激(ji)光(guang)器的輸出功率(lv)、光(guang)斑尺寸、掃描(miao)速(su)度（或工(gong)件移(yi)動速(su)度）以及材料對(dui)光(guang)的吸收(shou)率(lv)等。
激光淬火鋼件表層(ceng)可獲得(de)極細(xi)的馬氏體(ti)，合金鋼硬(ying)化區(qu)組織為(wei)極細(xi)板條或(huo)針狀馬氏體(ti)、未溶(rong)碳化物及少量(liang)殘留奧氏體(ti)，激光硬(ying)化區(qu)與基體(ti)交(jiao)界區(qu)呈現復雜的多相組織。
激(ji)光(guang)(guang)表(biao)面(mian)淬(cui)火與高頻及火焰表(biao)面(mian)加(jia)熱(re)(re)淬(cui)火相(xiang)比(bi)較，前者受熱(re)(re)及冷卻區域極(ji)(ji)小(xiao)，因而畸變(bian)極(ji)(ji)小(xiao)、殘留應力小(xiao)，且(qie)由于無氧化脫碳作(zuo)用(yong)，淬(cui)火表(biao)面(mian)更加(jia)光(guang)(guang)亮潔凈，從(cong)而可(ke)(ke)以在最(zui)終(zhong)精加(jia)工(gong)工(gong)序以后進行。利用(yong)激(ji)光(guang)(guang)表(biao)面(mian)加(jia)熱(re)(re)淬(cui)火可(ke)(ke)改善模具表(biao)面(mian)硬(ying)度、耐磨性(xing)、熱(re)(re)穩定性(xing)、抗(kang)疲勞(lao)性(xing)和臨界斷裂(lie)韌(ren)度等(deng)力學性(xing)能，是(shi)提高模具壽(shou)命的有(you)效(xiao)途(tu)徑(jing)之一。例如GCr15鋼制(zhi)軸承保持架(jia)沖(chong)孔用(yong)的沖(chong)孔凹模，經(jing)常規處(chu)理(li)后的使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命為(wei)1.12萬次，經(jing)激(ji)光(guang)(guang)處(chu)理(li)后的壽(shou)命達2.8萬次。GCr15鋼制(zhi)擠壓(ya)孔邊用(yong)的壓(ya)坡模，經(jing)激(ji)光(guang)(guang)處(chu)理(li)后，可(ke)(ke)連續沖(chong)壓(ya)6000件(jian)，而按常規熱(re)(re)處(chu)理(li)工(gong)藝處(chu)理(li)后，最(zui)高使(shi)(shi)用(yong)壽(shou)命為(wei)3000件(jian)。
如果在工件表(biao)面涂敷(fu)硬質合(he)金粉末(mo)，即可實現(xian)表(biao)面合(he)金化。激光加(jia)熱的優點是工件無需置(zhi)于真空。表(biao)3-41所列為45鋼(gang)和42CrMo鋼(gang)激光加(jia)熱表(biao)面淬火的效果。
從表(biao)3-41可以看出，為了提高光能的吸收(shou)率，被加工金屬表(biao)面(mian)必須施行黑(hei)化處理，最好的黑(hei)化方法是(shi)磷酸(suan)鹽法。
