利(li)用高功率(lv)、高密度激光束（一般用104~105W/c㎡)對金(jin)(jin)屬進行表(biao)面(mian)處理的方(fang)法稱為激光熱處理。激光熱處理分(fen)為激光相變硬(ying)化(hua)(hua)(hua)（表(biao)面(mian)淬火(huo)、表(biao)面(mian)非晶(jing)化(hua)(hua)(hua)及表(biao)面(mian)重熔淬火(huo)）、激光表(biao)面(mian)合(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)（表(biao)面(mian)敷層(ceng)合(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)、硬(ying)質(zhi)粒子噴射合(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)、氣(qi)體合(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)(hua)）等表(biao)面(mian)改(gai)性工程，產生其(qi)他表(biao)面(mian)加熱淬火(huo)強(qiang)化(hua)(hua)(hua)達(da)不到的表(biao)面(mian)成分(fen)、組織及性能的改(gai)變。
激(ji)光(guang)熱(re)(re)處(chu)理(li)為高速(su)加熱(re)(re)、高速(su)冷卻，獲(huo)得的(de)組織細密、硬度(du)高、耐磨性(xing)能(neng)(neng)好，淬火部(bu)(bu)(bu)位可獲(huo)得大于(yu)(yu)3920MPa的(de)殘留(liu)應(ying)力，有助于(yu)(yu)提高疲勞性(xing)能(neng)(neng)。激(ji)光(guang)熱(re)(re)處(chu)理(li)可以進行局(ju)部(bu)(bu)(bu)選擇性(xing)淬火，通過對(dui)光(guang)斑尺寸(cun)的(de)控(kong)制，尤其適合其他(ta)熱(re)(re)處(chu)理(li)方法(fa)無法(fa)處(chu)理(li)的(de)不通孔(kong)、沉溝、微區(qu)、夾(jia)角、圓角和(he)刀具刃部(bu)(bu)(bu)等局(ju)部(bu)(bu)(bu)區(qu)域的(de)硬化。激(ji)光(guang)可以遠距離(li)傳(chuan)送，容易實現一臺激(ji)光(guang)器供若干工作臺同時或(huo)單(dan)獨(du)使用，易于(yu)(yu)采(cai)用計(ji)算機對(dui)
激光(guang)熱處(chu)理工(gong)藝過程進(jin)行控制和管理，實現生產過程的(de)自(zi)動化。此外，激光(guang)熱處(chu)理具有耗電低、變形(xing)極小，不需冷卻介質，速度快、效率高(gao)及無工(gong)業污(wu)染(ran)等(deng)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(guang)照射事先經過黑化處(chu)理(li)的(de)工件(jian)表(biao)(biao)面，使表(biao)(biao)面薄層快速加熱(re)到相變溫(wen)度(du)以(yi)上（低于熔點），光(guang)束移開后通(tong)過自(zi)激(ji)冷卻(que)即(ji)可實現表(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)硬(ying)化。用于激(ji)光(guang)表(biao)(biao)面淬(cui)火(huo)(huo)的(de)功(gong)率(lv)密度(du)為103~105W/c㎡。由于加熱(re)工件(jian)的(de)表(biao)(biao)面溫(wen)度(du)及穿透深度(du)均與激(ji)光(guang)照射持續時(shi)間的(de)平(ping)方(fang)根(gen)成(cheng)正比，因此當激(ji)光(guang)束功(gong)率(lv)及光(guang)斑(ban)尺寸(cun)確定后，通(tong)過改變激(ji)光(guang)束的(de)掃描速率(lv)，就可以(yi)控(kong)制工件(jian)表(biao)(biao)面溫(wen)度(du)與加熱(re)層深度(du)。
激(ji)(ji)光淬火的基本工藝參(can)數包括激(ji)(ji)光器的輸出功率、光斑尺寸、掃描速度（或(huo)工件移動速度）以(yi)及材(cai)料對光的吸收率等。
激光淬(cui)火(huo)鋼件表層可獲得極(ji)細的(de)馬氏體(ti)，合金鋼硬(ying)化(hua)區(qu)組織(zhi)為極(ji)細板(ban)條(tiao)或針(zhen)狀馬氏體(ti)、未溶(rong)碳化(hua)物及少量殘留奧氏體(ti)，激光硬(ying)化(hua)區(qu)與基體(ti)交界區(qu)呈現復雜的(de)多相(xiang)組織(zhi)。
激光(guang)(guang)(guang)表(biao)面(mian)淬火(huo)(huo)(huo)與高(gao)頻及火(huo)(huo)(huo)焰(yan)表(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱淬火(huo)(huo)(huo)相比較，前(qian)者受(shou)熱及冷卻區(qu)域(yu)極小，因而(er)畸(ji)變極小、殘(can)留應(ying)力小，且由于(yu)無(wu)氧化脫碳(tan)作用(yong)，淬火(huo)(huo)(huo)表(biao)面(mian)更(geng)加(jia)(jia)光(guang)(guang)(guang)亮潔凈，從(cong)而(er)可(ke)以(yi)在最(zui)終精加(jia)(jia)工工序以(yi)后進行。利用(yong)激光(guang)(guang)(guang)表(biao)面(mian)加(jia)(jia)熱淬火(huo)(huo)(huo)可(ke)改善模具(ju)表(biao)面(mian)硬度、耐磨(mo)性(xing)、熱穩定性(xing)、抗(kang)疲勞性(xing)和臨界斷裂韌度等力學性(xing)能，是(shi)提(ti)高(gao)模具(ju)壽(shou)命(ming)(ming)的(de)(de)有(you)效途徑之一。例如(ru)GCr15鋼制軸承保持架沖(chong)孔(kong)用(yong)的(de)(de)沖(chong)孔(kong)凹模，經(jing)常(chang)規處理后的(de)(de)使用(yong)壽(shou)命(ming)(ming)為(wei)1.12萬次，經(jing)激光(guang)(guang)(guang)處理后的(de)(de)壽(shou)命(ming)(ming)達(da)2.8萬次。GCr15鋼制擠(ji)壓(ya)(ya)孔(kong)邊用(yong)的(de)(de)壓(ya)(ya)坡模，經(jing)激光(guang)(guang)(guang)處理后，可(ke)連續沖(chong)壓(ya)(ya)6000件，而(er)按(an)常(chang)規熱處理工藝處理后，最(zui)高(gao)使用(yong)壽(shou)命(ming)(ming)為(wei)3000件。
如果在(zai)工件(jian)表(biao)面(mian)涂敷(fu)硬質合金(jin)粉末，即(ji)可實(shi)現(xian)表(biao)面(mian)合金(jin)化。激(ji)(ji)光加熱的(de)優點是工件(jian)無(wu)需(xu)置于真空。表(biao)3-41所列為45鋼(gang)和42CrMo鋼(gang)激(ji)(ji)光加熱表(biao)面(mian)淬火的(de)效果。
從表3-41可以看出，為(wei)了提(ti)高光能的(de)(de)吸收率，被加工(gong)金屬表面必須施行黑化(hua)處理，最好的(de)(de)黑化(hua)方法是磷酸鹽(yan)法。
