激光技術(shù)是本世紀60年代初誕生，而且發(fā)展極為迅速的一門(mén)高新技術(shù)。它的發(fā)展與滲透屈留，帶動(dòng)了其它學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)已成為本世紀高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要支柱之一钧失。激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)中的主要應用，激光加工技術(shù)加速了對傳統加工工業(yè)的改造，提供了現代工業(yè)加工技術(shù)的新手段萨羽，影響很大菇隧。激光加工是指用高功率激光束對工業(yè)用零部件進(jìn)行切割、熱處理、焊接、打孔等等裸岁，與傳統加工方法相比字啤，激光加工的特點(diǎn)是:激光束能量高度集中，加工區域小，因而熱變形小，加工質(zhì)量高蛛惜、精度高踱添，加工件不受尺寸、形狀限制，不需冷卻介質(zhì)，而且無(wú)污染，噪聲小啤邑，勞動(dòng)強度低济奶，效率高。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化正在我國興起。

一、激光熱處理技術(shù)的特點(diǎn)

激光熱處理是利用高功率密度的激光束對金屬進(jìn)行表面處理的方法，它可以對材料實(shí)現相變硬化(或稱(chēng)做表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火)遣惊、表面合金化等表面改性處理闺搞，產(chǎn)生用其它表面淬火達不到的表面成分、組織、性能的改變。

激光具有單色性、相干性、方向性和高能量密度四大特點(diǎn)，因此，其穿透能力極強。激光的穿透能力是由其能量大孝功率密度強弱同蚂、時(shí)間長(cháng)短而決定簇裕。當功率密度為103W/cm2～107W/cm2時(shí)，以103℃/s～107℃/s加熱速度把金屬表面加熱到僅低于熔點(diǎn)的臨界轉變溫度，其表面迅速奧氏體化，然后急速自冷淬火，冷卻速度可達1.7×104℃/s万哪，金屬表面迅速被強化，這就是激光相變硬化。

激光熱處理的顯著(zhù)特點(diǎn)是:具有高速加熱少箍，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(jìn)行局部選擇性淬火，通過(guò)對多光斑尺寸的控制蒜丙，更適合其它熱處理方法無(wú)法勝任的管孔火惊、深溝顷维、微區忙愚、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(shí)現一臺激光器多工作臺同時(shí)使用，采用計算機編程實(shí)現對激光熱處理工藝過(guò)程的控制和管理，實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化致稀。

二、激光熱處理在工業(yè)上的應用及發(fā)展

由于激光熱處理有相當明顯的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題，在國內外受到了高度重視啼康，激光熱處理得到了迅速的發(fā)展评矩。

大功率CO2激光器從70年代起發(fā)展很快，先進(jìn)工業(yè)國家大功率CO2激光器已產(chǎn)品化萝渐、系列化。我國從“七五”以后相繼研制成功了千瓦級至萬(wàn)瓦級大功率CO2多模激光器让语。隨著(zhù)大功率激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現各種形式的表面處理。它是引起材料組織結構變化的冶金過(guò)程，其加熱時(shí)間在10-3s～10-7s的范圍內，功率密度為每平方毫米大于0.1kW。它的應用極為廣泛，幾乎一切金屬表面熱處理都可以應用。目前應用比較多的有汽車(chē)、冶金、石油、重型機械、農業(yè)機械等存在嚴重磨損的機器行業(yè)，以及航天、航空等高技術(shù)產(chǎn)品。

激光熱處理在汽車(chē)行業(yè)應用極為廣泛，在許多汽車(chē)關(guān)鍵件上，如:缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、排氣閥、閥座冶院、搖臂麸澜、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理吏蓬。例如糊肠，美國通用汽車(chē)公司用十幾臺千瓦級CO2激光器瞒斩，對換向器殼內壁局部硬化袄优，日產(chǎn)3萬(wàn)套，提高工效四倍。我國采用大功率CO2激光器對汽車(chē)發(fā)動(dòng)機進(jìn)行缸孔內壁強化處理圣猿，可延長(cháng)發(fā)動(dòng)機大修里程到15萬(wàn)公里以上，一臺汽缸等于三臺不經(jīng)處理的汽缸。

激光熱處理過(guò)的缸體在缆、缸套淬硬帶的耐磨性大幅度提高，未淬硬帶可增加儲油，改善潤滑性能我國拖拉機發(fā)展快，不斷推出新品牌，但拖拉機用內燃機缸體、缸套壽命短，損壞嚴重，維修量很大，西安內燃機配件廠(chǎng)在國家科委的幫助下，首先建起了柴油機缸套激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)，年產(chǎn)60萬(wàn)只，壽命延長(cháng)10000小時(shí)。

缸體激光熱處理設備及生產(chǎn)線(xiàn)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(tài)表層，具有極好的抗腐蝕性能，例如竟唯，在柴油發(fā)動(dòng)機鑄鐵閥座上進(jìn)行鉻基表面涂覆泽铛，可獲得良好的不銹鋼表面预蒜。

激光熱處理在大型機車(chē)制造業(yè)已被采用，大大提高了機車(chē)壽命，主要是機車(chē)大型曲軸的激光熱處理和機車(chē)柴油機缸套和機車(chē)主簧片的激光熱處理。

模具的制造工藝復雜求催，精度要求高锅星，形狀各異，應用廣泛，但往往因模具的壽命短而加大了成本，返修也很困難。用激光對模具表面進(jìn)行熱處理，已逐漸被認識和被采用义冒，可成倍的提高模具的壽命官册，又不受形狀和尺寸的限制。

激光熱處理過(guò)的曲軸由于激光熱處理越來(lái)越顯示其優(yōu)越性，各種大功率CO2激光熱處理機不斷問(wèn)世。有些大型企業(yè)不惜代價(jià)引進(jìn)國外先進(jìn)設備，如大連機車(chē)車(chē)輛廠(chǎng)引進(jìn)德國6000WCO2激光器用于大型曲軸熱處理生產(chǎn)線(xiàn)等。與此同時(shí)，國產(chǎn)的大功率CO2激光熱處理設備銷(xiāo)售每年也成倍增長(cháng)，激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)在各地相繼發(fā)展起來(lái)。

目前比較成功的例子有大連機車(chē)車(chē)輛廠(chǎng)用于機車(chē)曲軸、缸套、立簧片的激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)；西安內燃機廠(chǎng)柴油機缸套激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)；北京內燃機及首都汽車(chē)公司的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機缸套激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)；長(cháng)春第一汽車(chē)制造廠(chǎng)激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)。同時(shí)全國各地還建立了不同規模的激光加工中心，為各行業(yè)機器零件進(jìn)行激光熱處理。

三并炮、開(kāi)發(fā)激光熱處理的新應用，促進(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)化

激光是一門(mén)高新技術(shù)，應用領(lǐng)域很廣爷庄。激光熱處理的技術(shù)關(guān)鍵有三:高功率的激光器琢播；多自由度的加工設備并與計算機配套；不同應用的激光熱處理工藝。經(jīng)過(guò)我國激光科技人員十幾年的努力，這三個(gè)方面都有了很快的發(fā)展，為激光熱處理技術(shù)的推廣創(chuàng )造了條件糙以。近幾年來(lái)，激光產(chǎn)業(yè)以?xún)晌粩档乃俣仍鲩L(cháng)，高于國際激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度，也高于全國工業(yè)增長(cháng)的速度，可見(jiàn)其前景是遠大的。

激光熱處理技術(shù)的應用在我國尚不普遍，主要是人們對激光技術(shù)的應用，還存在不同程度的神秘化和偏見(jiàn)。激光技術(shù)、激光熱處理應用推廣宣傳不夠展台，缺乏實(shí)踐。因此應盡快把激光技術(shù)的科研成果，特別是激光熱處理技術(shù)面向經(jīng)濟、面向市場(chǎng)唬叭、面向全社會(huì )，主要是為工業(yè)企業(yè)服務(wù)，不斷推廣，擴大其應用了嚎。

為了達到這一目的格已，建立專(zhuān)用的激光熱處理生產(chǎn)線(xiàn)固然重要，然而建立多功能的激光加工中心，為更多的中小企業(yè)服務(wù)，更不可少鹤竭。在美國、歐洲和日本就有這種加工中心800多家，我國不少城市近幾年也建立了相類(lèi)似的激光加工中心，服務(wù)于各行各業(yè)簇搅，起到了很好的示范作用，也創(chuàng )造了可觀(guān)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

可以毫不夸張的說(shuō)，激光熱處理幾乎可以解決金屬表面熱處理的所有問(wèn)題，只是工藝要不斷的摸索、探討蹭些、實(shí)驗。激光熱處理中心可以完成這些工作，并以最快的速度發(fā)展其應用良凰。例如，在不斷發(fā)展的汽車(chē)、拖拉機修理行業(yè)中方援，激光熱處理已經(jīng)取得非常好的應用效果。

可以預言腺帽，激光加工技術(shù)，特別是激光熱處理技術(shù)的發(fā)展和應用必將加速我國的激光產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。