激光热处理的特点

利用高功率密度（一般为10⁴～10⁹ W/cm²）激光束对金属进行表面处理的方法称为激光热处理。激光热处理分为激光相变硬化（表面淬火、表面非晶化及表面重熔淬火）、激光表面合金化（表面敷层合金化、硬质粒子喷射合金化、气体合金化）等表面改性工艺，获得其他表面淬火强化达不到的表面成分、组织及性能的改变。

1）激光热处理是在高速加热、高速冷却过程中进行的，加热速度可达10⁵～10⁹℃/s，对应的加热时间为10^-3～10^-7 s；冷却速率可达10⁴～10⁷℃/s，而且扫描速率越快，冷却速率也越快，所以温度梯度很高，从而在表面形成一层硬度极高的特殊淬火组织。其硬度通常比常规淬火的硬度高15%～20%，耐磨性可提高5～10倍，淬硬层深度可达0.1～0.5mm。

2）激光淬火后获得的表面显微组织分为两层。例如，低碳钢激光淬火，外层是完全淬火区，组织是隐针马氏体；内层为不完全淬火区，保留有铁素体。高碳钢的表面显微组织，外层为隐针马氏体，内层为隐针马氏体+未溶碳化物。中碳钢的表面显微组织分为四层，外层为白亮的隐针马氏体，硬度达800HV，比一般淬火硬度高；第二层是隐针马氏体+少量托氏体，硬度稍低；第三层是隐针马氏体+网状托氏体+少量铁素体；第四层是隐针马氏体+完整的铁素体网。

3）激光热处理获得的组织细密、硬度高、耐磨性好，淬火部位产生很大的残余应力，有助于提高疲劳性能。激光热处理可以进行局部选择性淬火，通过对光斑尺寸的控制，尤其适合其他热处理方法无法处理的不通孔、沉沟、微区、夹角、圆角和刀具刃部等局部区域的硬化。(https://www.daowen.com)

4）激光可以远距离传送，容易实现一台激光机器供若干工作台同时或单独使用，易于采用计算机对激光热处理工艺过程进行控制和管理，实现生产过程的自动化。此外激光热处理具有耗电少、变形极小、不需要冷却介质、速度快、效率高及无工业污染等优点。

图9-30 常用激光热处理装置示意图