由于激光熱處理有相當(dāng)明顯的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題，在國(guó)內(nèi)外受到高度重視，激光熱處理得到迅速的發(fā)展。大功率CO2激光器從70年代起發(fā)展很快，先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家大功率CO2激光器已產(chǎn)品化、系列化。 我國(guó)從“七五”以后相繼研制成功了千瓦級(jí)萬瓦級(jí)大功率CO2多模激光器。隨著大功率激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現(xiàn)各種形式的表面處理。它是引起材料組織結(jié)構(gòu)變化的冶金過程，其加熱時(shí)間在10-3s~10-7s的范圍內(nèi)，功率密度為每平方毫米大于0.1kw。它的應(yīng)用極為廣泛，幾乎一切金屬表面熱處理都可以應(yīng)用。目前應(yīng)用比較多的有汽車、冶金、石油、重型機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等存在嚴(yán)重磨損的機(jī)器行業(yè)，以及航天、航空等高技術(shù)產(chǎn)品。激光熱處理在汽車行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，在許多汽車關(guān)鍵件上，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、派啟發(fā)、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理。例如：美國(guó)通用汽車公司用十幾臺(tái)千瓦級(jí)co2激光器，對(duì)換向器殼內(nèi)壁局部硬化，日產(chǎn)3萬套，提高工效四倍。我國(guó)采用大功率co2激光器對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行缸孔強(qiáng)化處理，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)大修里程到15萬公里以上，一臺(tái)汽缸等于三臺(tái)不經(jīng)處理的汽缸。 激光熱處理在大型機(jī)車制造業(yè)已被采用，大大提高了機(jī)車壽命，主要是機(jī)車大型曲軸的激光熱處理和機(jī)車柴油機(jī)缸套和機(jī)車主簧片的激光熱處理。它們的模具制造工藝復(fù)雜，精度要求高，形狀各異，應(yīng)用廣泛，但往往因模具的壽命短而加大了成本，返修也很困難。用激光對(duì)模具表面進(jìn)行熱處理，已逐漸被認(rèn)識(shí)和被采用，可成倍的提高模具的壽命，又不受形狀和尺寸的限制。激光熱處理過的曲軸由于激光熱處理越來越顯示其優(yōu)越性，各種大功率CO2激光熱處理不斷問世。有些大型企業(yè)不惜代價(jià)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，如大連機(jī)車車輛廠引進(jìn)德國(guó)6000wCO2激光器由于大型曲軸熱處理生產(chǎn)線等。與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)大功率CO2激光熱處理設(shè)備銷售每年也成倍增長(zhǎng)，激光熱處理生產(chǎn)線在各地相繼發(fā)展起來。目前比較成功的例子有大連機(jī)車車輛廠由于機(jī)車曲軸、缸套、立簧片的激光熱處理生產(chǎn)線；西安內(nèi)燃機(jī)廠柴油機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線；北京內(nèi)燃機(jī)及首都汽車公司的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線；長(zhǎng)春第一汽車制造廠激光熱處理生產(chǎn)線。同時(shí)全國(guó)各地建立了不同規(guī)模的激光加工中心，為各行業(yè)機(jī)器零件進(jìn)行激光熱處理。 原理：激光的穿透能力極強(qiáng)，當(dāng)把金屬表面加熱到僅低于熔點(diǎn)的臨界轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，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(qiáng)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(duì)金屬進(jìn)行表面處理的方法，對(duì)材料實(shí)現(xiàn)相變硬化、表面合金化等表面改性處理，產(chǎn)生用其它表面淬火達(dá)不到的表面成分、組織、性能的改變。 特點(diǎn)：高速加熱，高速冷卻，獲得的組織細(xì)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(yīng)力，有助于提高疲勞性能；還可以進(jìn)行局部選擇性淬火，通過對(duì)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(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化；激光可以遠(yuǎn)距離傳送，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)激光器多工作臺(tái)同時(shí)使用，采用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)激光熱處理工藝過程的控制和管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化。 應(yīng)用：隨著大功率CO2激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現(xiàn)各種形式的表面處理，許多汽車關(guān)鍵件，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣門、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理。美國(guó)通用汽車公司用十幾臺(tái)千瓦級(jí)CO2激光器，對(duì)轉(zhuǎn)向器殼內(nèi)壁局部硬化，日產(chǎn)3萬套，提高工效四倍；中國(guó)采用大功率CO2激光器對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸孔內(nèi)壁進(jìn)行強(qiáng)化處理，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)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(chǔ)油，改善潤(rùn)滑性能。 缸體激光熱處理設(shè)備及生產(chǎn)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(xì)微的接近均勻的表層組織，對(duì)于某些共晶合金，還可得到非晶態(tài)表層，具有極好的抗腐蝕性能，例如，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵閥座上進(jìn)行鉻基表面涂覆，可獲得良好的不銹鋼表面。