原理：激光的穿透能力極強，當把金屬表面加熱到僅低于熔點的臨界轉變溫度時，其表面迅速奧氏體化，然后急速自冷淬火，金屬表面迅速被強化，即激光相變硬化。激光熱處理就是利用高功率密度的激光束對金屬進行表面處理的方法，對材料實現相變硬化、表面合金化等表面改性處理，產生用其它表面淬火達不到的表面成分、組織、性能的改變。
特點：高速加熱，高速冷卻，獲得的組織細密、硬度高、耐磨性能好；淬火部位可獲得大于400kgf/mm2的殘余壓應力，有助于提高疲勞性能；還可以進行局部選擇性淬火，通過對多光斑尺寸的控制，更適合其它熱處理方法無法勝任的管孔、深溝、微區、夾角和刀具刃口等局部區域的硬化；激光可以遠距離傳送，可以實現一臺激光器多工作臺同時使用，采用計算機編程實現對激光熱處理工藝過程的控制和管理，實現生產過程的自動。
應用：隨著大功率CO2激光器的發展，用激光就可以實現各種形式的表面處理，許多汽車關鍵件，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣門、閥座、搖臂、鋁活塞環槽等幾乎都可以采用激光熱處理。美國通用汽車公司用十幾臺千瓦級CO2激光器，對轉向器殼內壁局部硬化，日產3萬套，提高工效四倍；中國采用大功率CO2激光器對汽車發動機缸孔內壁進行強化處理，可延長發動機大修里程到15萬公里以上；激光熱處理過的缸體、缸套淬硬帶的耐磨性大幅度提高，未淬硬帶可增加儲油，改善潤滑性能。
缸體激光熱處理設備及生產線激光涂覆與激光合金化工藝相似，但不同的是不另外加入合金，使金屬表面融化隨即冷卻凝固，從而得到細微的接近均勻的表層組織，對于某些共晶合金，還可得到非晶態表層，具有極好的抗腐蝕性能，例如，在柴油發動機鑄鐵閥座上進行鉻基表面涂覆，可獲得良好的不銹鋼表面。
1997年，武漢華工激光設計開發出“切諾基”發動機缸體激光淬火生產線，采用了若干國內外首創的技術，包括：采用高吸收率的新型吸光材料及噴涂技術，代替常規的磷化處理淬火，質量更好，并使該道工序機床化；激光淬火系統－包括主機2kW的CO2激光器、高精度的數控淬火機床和無人值班的冷卻系統，高度穩定可靠；一次完成的缸壁內孔清洗技術。從該生產線投入生產至今，與國外的先進汽車制造設備一道共生產10萬只左右發動機缸體，提高了缸體表面硬度和耐磨性，延長發動機使用壽命1~3倍。
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