利用高(gao)功(gong)率、高(gao)密度(du)激(ji)光(guang)束（一般用104~105W/c㎡)對金(jin)(jin)屬進行表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)處理的(de)(de)方法稱(cheng)為(wei)激(ji)光(guang)熱處理。激(ji)光(guang)熱處理分(fen)(fen)為(wei)激(ji)光(guang)相(xiang)變硬化(hua)(hua)（表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)淬火(huo)、表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)非晶化(hua)(hua)及(ji)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)重熔淬火(huo)）、激(ji)光(guang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)（表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)敷(fu)層合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)、硬質粒子噴射合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)、氣體合(he)(he)(he)金(jin)(jin)化(hua)(hua)）等表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)改性(xing)工程，產生其他表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)加熱淬火(huo)強化(hua)(hua)達(da)不到的(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)成分(fen)(fen)、組織及(ji)性(xing)能(neng)的(de)(de)改變。
激(ji)(ji)光熱處(chu)(chu)理(li)為高速加熱、高速冷卻(que)，獲(huo)得的(de)組(zu)織細密(mi)、硬(ying)度高、耐磨性能(neng)好，淬火(huo)(huo)部(bu)(bu)(bu)位可獲(huo)得大(da)于(yu)3920MPa的(de)殘留應力(li)，有(you)助(zhu)于(yu)提高疲勞性能(neng)。激(ji)(ji)光熱處(chu)(chu)理(li)可以進行(xing)局部(bu)(bu)(bu)選(xuan)擇性淬火(huo)(huo)，通過對光斑尺寸的(de)控制，尤其(qi)適合其(qi)他熱處(chu)(chu)理(li)方(fang)法無法處(chu)(chu)理(li)的(de)不通孔、沉溝、微區(qu)、夾(jia)角、圓角和刀具刃部(bu)(bu)(bu)等局部(bu)(bu)(bu)區(qu)域的(de)硬(ying)化。激(ji)(ji)光可以遠距離傳送，容(rong)易實現(xian)一臺(tai)激(ji)(ji)光器(qi)供若干(gan)工作臺(tai)同時或單獨使(shi)用(yong)，易于(yu)采用(yong)計算機對
激(ji)光(guang)熱處(chu)理(li)(li)工藝過(guo)程進行控制和(he)管理(li)(li)，實(shi)現生產過(guo)程的自動化。此外，激(ji)光(guang)熱處(chu)理(li)(li)具有耗(hao)電低、變形極小，不(bu)需冷卻介質，速度快、效率高及無(wu)工業污染(ran)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)光(guang)照(zhao)射事先經過黑化處理的(de)工件表(biao)(biao)面(mian)，使表(biao)(biao)面(mian)薄(bo)層(ceng)快速加(jia)熱到相變溫(wen)度(du)(du)以上（低于熔點），光(guang)束移開后(hou)通過自激(ji)冷(leng)卻即可實現(xian)表(biao)(biao)面(mian)淬火(huo)硬化。用于激(ji)光(guang)表(biao)(biao)面(mian)淬火(huo)的(de)功率密(mi)度(du)(du)為(wei)103~105W/c㎡。由(you)于加(jia)熱工件的(de)表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)度(du)(du)及(ji)穿透深度(du)(du)均(jun)與(yu)激(ji)光(guang)照(zhao)射持(chi)續時間(jian)的(de)平(ping)方根成正比，因此(ci)當激(ji)光(guang)束功率及(ji)光(guang)斑尺寸確(que)定后(hou)，通過改變激(ji)光(guang)束的(de)掃描(miao)速率，就(jiu)可以控制工件表(biao)(biao)面(mian)溫(wen)度(du)(du)與(yu)加(jia)熱層(ceng)深度(du)(du)。
激(ji)光淬(cui)火的(de)(de)(de)基本工(gong)(gong)藝參數包括激(ji)光器的(de)(de)(de)輸出功率(lv)、光斑(ban)尺寸、掃描速(su)度（或工(gong)(gong)件移(yi)動(dong)速(su)度）以及材料(liao)對(dui)光的(de)(de)(de)吸收率(lv)等(deng)。
激(ji)光淬火鋼件表層可獲得極細的馬氏(shi)(shi)體(ti)，合金鋼硬化區(qu)(qu)組織為極細板條或針狀馬氏(shi)(shi)體(ti)、未溶碳化物及少量(liang)殘留(liu)奧氏(shi)(shi)體(ti)，激(ji)光硬化區(qu)(qu)與基體(ti)交(jiao)界區(qu)(qu)呈(cheng)現復雜的多相組織。
激(ji)(ji)光(guang)表(biao)面淬(cui)火與(yu)高(gao)頻及(ji)火焰表(biao)面加熱(re)淬(cui)火相比較，前(qian)者受(shou)熱(re)及(ji)冷卻區域極(ji)小(xiao)，因(yin)而(er)畸變極(ji)小(xiao)、殘留(liu)應力小(xiao)，且由于無氧化(hua)脫(tuo)碳作(zuo)用，淬(cui)火表(biao)面更加光(guang)亮潔凈(jing)，從而(er)可(ke)以在(zai)最終精加工工序以后(hou)進行。利用激(ji)(ji)光(guang)表(biao)面加熱(re)淬(cui)火可(ke)改善模具表(biao)面硬度(du)(du)、耐磨性、熱(re)穩定(ding)性、抗疲勞性和臨(lin)界(jie)斷裂韌(ren)度(du)(du)等力學性能(neng)，是提高(gao)模具壽(shou)(shou)命(ming)的(de)有效途徑之一(yi)。例如GCr15鋼制(zhi)軸承保持架(jia)沖孔用的(de)沖孔凹(ao)模，經常規處(chu)理(li)后(hou)的(de)使(shi)用壽(shou)(shou)命(ming)為(wei)1.12萬次，經激(ji)(ji)光(guang)處(chu)理(li)后(hou)的(de)壽(shou)(shou)命(ming)達2.8萬次。GCr15鋼制(zhi)擠壓(ya)孔邊用的(de)壓(ya)坡(po)模，經激(ji)(ji)光(guang)處(chu)理(li)后(hou)，可(ke)連續沖壓(ya)6000件(jian)，而(er)按常規熱(re)處(chu)理(li)工藝處(chu)理(li)后(hou)，最高(gao)使(shi)用壽(shou)(shou)命(ming)為(wei)3000件(jian)。
如(ru)果在工件表面涂敷硬質合金粉(fen)末，即可(ke)實現(xian)表面合金化。激光加熱的(de)優點是(shi)工件無需置于真空。表3-41所列為45鋼和42CrMo鋼激光加熱表面淬火的(de)效果。
從表(biao)3-41可以(yi)看(kan)出，為了提(ti)高光(guang)能的(de)吸收率，被加工金屬表(biao)面必須(xu)施行(xing)黑(hei)化處理，最(zui)好的(de)黑(hei)化方法是磷酸(suan)鹽(yan)法。
