激光表面淬火的原理與普通熱處理相同,，但加熱時(shí)間很短(在千分之幾秒至零點(diǎn)幾秒范圍內(nèi)),、面積小、冷卻時(shí)間短,，即用激光作為熱源,，快速加熱金屬表面一小塊區(qū)域，使其奧氏體化,，然后淬火強(qiáng)化,。理論和實(shí)踐都證實(shí)，表面溫度和熱穿透深度都與激光照射持續(xù)時(shí)間的平方根成正比,。因此,，可以通過適當(dāng)調(diào)整光斑尺寸、掃描速度和激光功率來控制表面溫度和熱穿透深度,。當(dāng)激光束離開被加熱表面時(shí),，那里的熱量很快轉(zhuǎn)移到表面其余的冷態(tài)，相當(dāng)于自冷淬火,，無需采取其他快速冷卻措施,。激光束掃描時(shí)，還可以通過改變光束擺動(dòng)的幅度和頻率來調(diào)節(jié)功率密度,，從而控制淬火層的深度和覆蓋范圍,。

由于激光光斑或光束擺動(dòng)的幅度很小，只能通過光束在零件表面一一掃描來加熱,。為了不因后一個(gè)掃描條邊緣處的熱量而使前一個(gè)掃描條的淬火部分回火和軟化,，應(yīng)努力使光束或振蕩表面邊緣的能量分布陡峭為可能的，這也可以使用光柵來實(shí)現(xiàn),。

與感應(yīng)加熱表面淬火類似,，一般鋼鐵材料激光表面淬火后的組織也分為表面完全淬火區(qū)、亞層不完全淬火區(qū)(過渡區(qū))和心部未淬火區(qū),。

與普通熱處理相比,，激光淬火技術(shù)具有以下特點(diǎn)。

1,、加熱速度極快，工件熱變形極小,。由于激光功率密度高,，加熱速率可達(dá)1010℃/s，熱影響區(qū)小,，工件熱變形小,。

2,、冷卻速度非常快,。在工件有足夠質(zhì)量的前提下,，冷卻速率可達(dá)1023℃/s;不需要冷卻介質(zhì)，通過從表面向內(nèi)部的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火,。

3,、工件經(jīng)激光淬火后，表面獲得細(xì)小的馬氏體組織,，具有較高的表面硬度(比普通淬火硬度值高15%～20%)和較高的疲勞強(qiáng)度(表面有殘余壓應(yīng)力以上) 4000MPa),。

4、由于激光束的掃描(加熱)面積很小,，可以加工形狀復(fù)雜的工件(如小凹槽,、盲孔、小孔,、薄壁件等)或局部加工加工非常精確,，還可以根據(jù)需要對(duì)同一零件的不同部位進(jìn)行不同的處理。

5,、不需要加熱介質(zhì),，不會(huì)排放氣體污染環(huán)境，有利于保護(hù)環(huán)境,。

6,、節(jié)能，且工件表面潔凈,，處理后無需打磨,，可作為工件精加工的最后一道工序。

激光表面淬火的最大缺點(diǎn)是激光發(fā)生器價(jià)格昂貴,。

由于激光表面淬火的上述優(yōu)點(diǎn),，雖然研制時(shí)間短，但進(jìn)展快,，已成功應(yīng)用于一些機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn),，如變速箱齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)缸套,、軸承套圈和導(dǎo)軌等,。鐵軌等等。