【定 義】
概念定義：利用激光進行加熱的熱處理工藝稱作激光熱處理,它是一種高能量密度表面熱處理,具有超高加熱速度,其淬火硬化層的性質和狀態與普通淬火有著顯著的區別。
研究范圍：激光熱處理的研究分為不熔化表面熱處理和熔化表面熱處理兩大類。不熔化表面熱處理主要包括激光表面相變硬化、激光沖擊熱處理和激光表面退火等;熔化表面熱處理主要包括激光表面熔凝、激光表面合金化和激光非晶態等。
【國外概況】
(一) 發展過程
70年代初～80年代初
需求動力：70年代大功率CO2激光器的出現,推動了激光熱處理的發展。
主要特點：該階段的主要特點是:1.廣泛開展激光表面相變硬化(即激光淬火)的研究和應用;2.開展激光表面合金化的探索研究;3.受激光器功率的影響,激光熱處理工藝的應用受到一定局限,未能迅速發展。
典型成果和產品：典型成果：激光熱處理設備、激光表面相變硬化工藝的應用
80年代初～至今
需求動力：隨著激光技術的發展,激光器功率的提高,激光熱處理的優點日趨明顯,從而推動激光熱處理的迅速發展。激光熱處理作為一種很好的節能型熱處理工藝也是其迅速發展的動力之一。
主要特點：該階段的主要特點:1.激光熱處理設備已商業化,正朝小型化、自動化和柔性化方向發展;2.激光表面相變硬化處理工藝日趨成熟,廣泛用于汽車、航空航天、武器等工業部門;3.激光表面合金化工藝因具有極大的經濟效益,倍受各國的重視,研究工作進展較大,但仍處于基礎工藝試驗、組織分析和性能試驗的實驗室研究階段,尚未進入工業應用;4.開展了激光涂覆處理、激光表面熔凝、激光脈沖沖擊強化處理和激光滲氮處理等工藝的研究。
典型成果和產品：典型成果：激光表面相變硬化處理廣泛用于軍用部門和民用部門。
(二) 現有水平及發展趨勢
激光熱處理是70年代初首先在美國發展起來的金屬表面強化新工藝。激光熱處理具有加熱和冷卻速度快、工件變形小、可進行局部熱處理、工藝靈活性大、污染小和易實現自動化等優點。目前,國外應用較多的激光熱處理主要有激光表面相變硬化、激光沖擊處理、激光表面合金化和激光表面熔凝等。
激光表面相變硬化處理現已用于鑄鐵、碳鋼、合金鋼、鈦合金、鋁合金等材料。美國海軍面射武器中心及陸軍導彈分部對用于導彈上的凸輪、軸承、齒輪等零件進行激光表面相變硬化代替滲碳或滲氮工藝而取得了成功。前蘇聯對鈦合金進行這種處理后,表面的顯微硬度提高了75～125%,同時也提高了抗腐蝕性和抗磨性能。
最近,德國在激光相變硬化時的溫度控制和激光連續掃描時搭接軟化帶的控制方面取得了較大進展。
激光沖擊處理是通過在材料表面產生壓力脈沖來改變材料的組織和應力狀態,從而改善材料性能,特別是疲勞性能,美國人對航天常用鋁合金7075和2024進行了激光沖擊熱處理,提高了鋁合金的疲勞壽命。
激光表面合金化是利用功率較高的激光器對表面涂敷有合金元素的金屬表面進行照射,使表面一層薄層迅速熔化,合金元素在熔化層內迅速擴散,凝固時在表面形成一層所需的合金化層。目前美國、原蘇聯、日本和西歐等國都十分重視這方面的研究。但由于該工藝需要的激光設備功率較高,工序比較復雜,現仍處于試驗研究階段,有待于進一步開發。
最近,激光熱處理技術除了在西方發達國家取得很大進展外,一些發展中國家也在進行真空熱處理的研究工作。南斯拉夫學者利用600W的LPW6000激光系統對結構碳鋼、鉻鉬結構鋼和鉻鎢工具鋼進行了激光表面硬化處理,研究了熱處理對微觀硬度、淬火裂紋和殘余應力的影響。朝鮮學者利用2.4KW的CW-CO2激光器研究了鋼經激光熱處理后,馬氏體相變塑性對熱應力的影響。
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