利用高功率(lv)、高密(mi)度(du)激(ji)(ji)(ji)光(guang)束（一般用104~105W/c㎡)對金(jin)屬進行表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)處理的方法(fa)稱為(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)熱(re)(re)處理。激(ji)(ji)(ji)光(guang)熱(re)(re)處理分為(wei)激(ji)(ji)(ji)光(guang)相變硬(ying)(ying)化（表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)淬(cui)火、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)非晶化及表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)重熔淬(cui)火）、激(ji)(ji)(ji)光(guang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)合(he)金(jin)化（表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)敷層合(he)金(jin)化、硬(ying)(ying)質粒子噴射合(he)金(jin)化、氣(qi)體(ti)合(he)金(jin)化）等表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)改性工程(cheng)，產(chan)生其他表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)加熱(re)(re)淬(cui)火強化達不(bu)到的表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)成分、組織及性能的改變。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)熱(re)處(chu)理為(wei)高(gao)速加熱(re)、高(gao)速冷卻(que)，獲得(de)的(de)組織細密(mi)、硬(ying)度高(gao)、耐磨性(xing)能(neng)好(hao)，淬(cui)火(huo)部(bu)(bu)位可獲得(de)大于(yu)3920MPa的(de)殘留應力，有助于(yu)提(ti)高(gao)疲勞性(xing)能(neng)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)熱(re)處(chu)理可以進(jin)行局部(bu)(bu)選擇性(xing)淬(cui)火(huo)，通過對光(guang)(guang)斑尺寸的(de)控制，尤其(qi)適合其(qi)他熱(re)處(chu)理方法無法處(chu)理的(de)不通孔(kong)、沉溝、微區、夾角(jiao)(jiao)、圓角(jiao)(jiao)和(he)刀具刃(ren)部(bu)(bu)等局部(bu)(bu)區域的(de)硬(ying)化(hua)。激(ji)(ji)光(guang)(guang)可以遠距離傳送，容易實現一(yi)臺激(ji)(ji)光(guang)(guang)器供(gong)若干工作(zuo)臺同時或單獨使用(yong)，易于(yu)采(cai)用(yong)計算機對
激光(guang)熱處理工(gong)藝過程(cheng)進行(xing)控制(zhi)和管理，實(shi)現生產(chan)過程(cheng)的自動化。此外，激光(guang)熱處理具(ju)有耗電低、變形極小，不(bu)需冷卻(que)介質(zhi)，速度(du)快、效率高及(ji)無(wu)工(gong)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(li)用激(ji)光照(zhao)射事先經過(guo)黑化(hua)處理(li)的工(gong)件表(biao)面(mian)(mian)，使表(biao)面(mian)(mian)薄層快速(su)加熱到相變溫度(du)(du)以(yi)上(shang)（低于熔點），光束移開后(hou)通過(guo)自激(ji)冷卻即可實現表(biao)面(mian)(mian)淬火(huo)硬化(hua)。用于激(ji)光表(biao)面(mian)(mian)淬火(huo)的功(gong)(gong)率(lv)密度(du)(du)為103~105W/c㎡。由于加熱工(gong)件的表(biao)面(mian)(mian)溫度(du)(du)及穿透深(shen)度(du)(du)均(jun)與激(ji)光照(zhao)射持續時間的平(ping)方(fang)根成正比，因此當激(ji)光束功(gong)(gong)率(lv)及光斑尺寸(cun)確定后(hou)，通過(guo)改(gai)變激(ji)光束的掃描速(su)率(lv)，就可以(yi)控制工(gong)件表(biao)面(mian)(mian)溫度(du)(du)與加熱層深(shen)度(du)(du)。
激(ji)光(guang)淬火的(de)基本工藝參數(shu)包括(kuo)激(ji)光(guang)器的(de)輸(shu)出功(gong)率、光(guang)斑尺寸、掃描速(su)度（或(huo)工件(jian)移(yi)動速(su)度）以及材料對光(guang)的(de)吸(xi)收率等。
激光淬火鋼(gang)件表(biao)層可(ke)獲得極細的(de)馬氏體，合金(jin)鋼(gang)硬化區組(zu)織為極細板條或針狀馬氏體、未溶碳化物及少(shao)量殘留奧氏體，激光硬化區與基體交界區呈現復(fu)雜的(de)多相組(zu)織。
激光(guang)(guang)表(biao)面(mian)淬(cui)火(huo)與高頻及(ji)火(huo)焰表(biao)面(mian)加熱淬(cui)火(huo)相比較，前者受熱及(ji)冷卻區域極小，因而(er)畸變極小、殘留應力小，且由于無氧化脫碳作用(yong)，淬(cui)火(huo)表(biao)面(mian)更加光(guang)(guang)亮(liang)潔凈(jing)，從而(er)可以(yi)在最終精加工工序(xu)以(yi)后進行(xing)。利用(yong)激光(guang)(guang)表(biao)面(mian)加熱淬(cui)火(huo)可改善模(mo)(mo)具表(biao)面(mian)硬度(du)、耐磨性、熱穩定性、抗(kang)疲勞性和臨界斷裂(lie)韌(ren)度(du)等力學性能(neng)，是提高模(mo)(mo)具壽(shou)命(ming)的(de)有效(xiao)途徑之一。例如GCr15鋼(gang)制(zhi)軸承保持架(jia)沖(chong)孔(kong)用(yong)的(de)沖(chong)孔(kong)凹模(mo)(mo)，經常規處(chu)(chu)理(li)后的(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)為(wei)(wei)1.12萬次(ci)，經激光(guang)(guang)處(chu)(chu)理(li)后的(de)壽(shou)命(ming)達(da)2.8萬次(ci)。GCr15鋼(gang)制(zhi)擠壓(ya)孔(kong)邊用(yong)的(de)壓(ya)坡模(mo)(mo)，經激光(guang)(guang)處(chu)(chu)理(li)后，可連續沖(chong)壓(ya)6000件(jian)，而(er)按常規熱處(chu)(chu)理(li)工藝處(chu)(chu)理(li)后，最高使用(yong)壽(shou)命(ming)為(wei)(wei)3000件(jian)。
如果(guo)在工(gong)件表(biao)面(mian)(mian)涂(tu)敷硬質合金(jin)粉末，即可實現(xian)表(biao)面(mian)(mian)合金(jin)化(hua)。激(ji)光加(jia)熱(re)的優(you)點是工(gong)件無需置于(yu)真(zhen)空。表(biao)3-41所列為(wei)45鋼(gang)和42CrMo鋼(gang)激(ji)光加(jia)熱(re)表(biao)面(mian)(mian)淬(cui)火(huo)的效(xiao)果(guo)。
從表3-41可以看出，為了提高光能的吸收率，被加(jia)工金(jin)屬表面必須(xu)施行(xing)黑化(hua)處(chu)理，最好的黑化(hua)方法(fa)是磷(lin)酸鹽法(fa)。
