利用高(gao)(gao)功(gong)率、高(gao)(gao)密度激(ji)光(guang)(guang)束（一般用104~105W/c㎡)對金屬進行表(biao)面(mian)(mian)處(chu)理(li)的(de)方法稱為激(ji)光(guang)(guang)熱處(chu)理(li)。激(ji)光(guang)(guang)熱處(chu)理(li)分為激(ji)光(guang)(guang)相變硬(ying)化(hua)(hua)（表(biao)面(mian)(mian)淬(cui)火(huo)、表(biao)面(mian)(mian)非晶化(hua)(hua)及表(biao)面(mian)(mian)重熔淬(cui)火(huo)）、激(ji)光(guang)(guang)表(biao)面(mian)(mian)合(he)金化(hua)(hua)（表(biao)面(mian)(mian)敷層合(he)金化(hua)(hua)、硬(ying)質(zhi)粒子噴(pen)射合(he)金化(hua)(hua)、氣體(ti)合(he)金化(hua)(hua)）等(deng)表(biao)面(mian)(mian)改性工程(cheng)，產(chan)生其(qi)他表(biao)面(mian)(mian)加(jia)熱淬(cui)火(huo)強化(hua)(hua)達不到(dao)的(de)表(biao)面(mian)(mian)成分、組織及性能的(de)改變。
激光熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)為高(gao)速加熱、高(gao)速冷(leng)卻，獲得的(de)(de)組織細密、硬(ying)度高(gao)、耐磨性(xing)能(neng)好，淬火部(bu)位可(ke)獲得大于(yu)3920MPa的(de)(de)殘留(liu)應力，有助于(yu)提高(gao)疲(pi)勞(lao)性(xing)能(neng)。激光熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)可(ke)以進(jin)行局部(bu)選擇性(xing)淬火，通過(guo)對(dui)光斑尺(chi)寸(cun)的(de)(de)控制(zhi)，尤(you)其(qi)適合其(qi)他熱處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)方(fang)法無法處(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)不通孔、沉(chen)溝、微區、夾(jia)角(jiao)、圓角(jiao)和刀具刃部(bu)等局部(bu)區域的(de)(de)硬(ying)化。激光可(ke)以遠距離傳送，容易實現一臺(tai)激光器(qi)供(gong)若干(gan)工作臺(tai)同時或單獨使(shi)用，易于(yu)采用計算(suan)機(ji)對(dui)
激光(guang)熱處(chu)理(li)工(gong)藝(yi)過(guo)程進行控制和管(guan)理(li)，實現生產過(guo)程的自動化(hua)。此外，激光(guang)熱處(chu)理(li)具有耗電低、變形極小(xiao)，不需冷卻(que)介質(zhi)，速度快、效率高及無工(gong)業污染等優點。
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(li)用激(ji)光(guang)照射(she)事先(xian)經過黑化處理的工(gong)件表(biao)(biao)面(mian)，使表(biao)(biao)面(mian)薄層(ceng)快速加熱到相變(bian)(bian)溫度以上（低于熔點(dian)），光(guang)束移開后通(tong)過自(zi)激(ji)冷卻即可實現表(biao)(biao)面(mian)淬火硬化。用于激(ji)光(guang)表(biao)(biao)面(mian)淬火的功(gong)率(lv)密度為(wei)103~105W/c㎡。由于加熱工(gong)件的表(biao)(biao)面(mian)溫度及(ji)穿透深度均與激(ji)光(guang)照射(she)持(chi)續(xu)時間的平方根成正比，因此當(dang)激(ji)光(guang)束功(gong)率(lv)及(ji)光(guang)斑尺寸確定后，通(tong)過改(gai)變(bian)(bian)激(ji)光(guang)束的掃描(miao)速率(lv)，就可以控制工(gong)件表(biao)(biao)面(mian)溫度與加熱層(ceng)深度。
激(ji)光淬火的(de)基本工藝參數(shu)包括激(ji)光器的(de)輸(shu)出功(gong)率、光斑尺寸、掃描速(su)度（或工件移(yi)動(dong)速(su)度）以及材料對(dui)光的(de)吸收率等。
激光(guang)淬火鋼件表層可獲(huo)得極細(xi)(xi)的馬氏(shi)體，合金鋼硬(ying)化(hua)區(qu)組織為極細(xi)(xi)板(ban)條或針狀馬氏(shi)體、未溶(rong)碳(tan)化(hua)物及(ji)少量殘(can)留奧氏(shi)體，激光(guang)硬(ying)化(hua)區(qu)與(yu)基體交界(jie)區(qu)呈現復雜的多相組織。
激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)表面(mian)(mian)(mian)淬火(huo)(huo)與(yu)高頻及火(huo)(huo)焰(yan)表面(mian)(mian)(mian)加熱(re)淬火(huo)(huo)相(xiang)比較(jiao)，前者(zhe)受(shou)熱(re)及冷卻區域(yu)極(ji)小，因而畸變極(ji)小、殘留應力(li)小，且由于無(wu)氧化脫碳作用(yong)，淬火(huo)(huo)表面(mian)(mian)(mian)更(geng)加光(guang)(guang)(guang)亮潔凈，從而可以在最終精加工工序以后(hou)進行。利用(yong)激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)表面(mian)(mian)(mian)加熱(re)淬火(huo)(huo)可改善模(mo)(mo)具表面(mian)(mian)(mian)硬度(du)、耐磨性(xing)(xing)、熱(re)穩(wen)定性(xing)(xing)、抗疲勞性(xing)(xing)和臨界斷裂(lie)韌(ren)度(du)等力(li)學(xue)性(xing)(xing)能，是提高模(mo)(mo)具壽(shou)命的有效途徑之(zhi)一(yi)。例如GCr15鋼(gang)制軸承保(bao)持架沖孔(kong)用(yong)的沖孔(kong)凹模(mo)(mo)，經常規(gui)(gui)處(chu)理(li)后(hou)的使用(yong)壽(shou)命為1.12萬次，經激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)處(chu)理(li)后(hou)的壽(shou)命達2.8萬次。GCr15鋼(gang)制擠壓孔(kong)邊用(yong)的壓坡模(mo)(mo)，經激(ji)(ji)光(guang)(guang)(guang)處(chu)理(li)后(hou)，可連(lian)續沖壓6000件，而按常規(gui)(gui)熱(re)處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)后(hou)，最高使用(yong)壽(shou)命為3000件。
如果在工(gong)件表(biao)面涂敷硬質合金粉末，即可實現表(biao)面合金化。激光加熱(re)(re)的(de)優點是(shi)工(gong)件無需置(zhi)于真空(kong)。表(biao)3-41所(suo)列為45鋼和42CrMo鋼激光加熱(re)(re)表(biao)面淬(cui)火(huo)的(de)效(xiao)果。
從表(biao)(biao)3-41可以看出(chu)，為了提(ti)高光能的吸收(shou)率，被加工金屬表(biao)(biao)面必須施行黑(hei)化處理，最(zui)好的黑(hei)化方法是磷酸鹽法。
