激光淬火是使用高功率密度的激光對金屬工件表面進行加熱，然后再迅速冷卻的過程。也稱為脈沖激光淬火，是一種新的技術(shù)。該技術(shù)是在20世紀(jì)60年代提出的，被稱為“激光表面強化”。利用脈沖激光器產(chǎn)生的高功率密度、高亮度脈沖輻射，在金屬工件表面照射激光脈沖。由于功率密度，激光脈沖能將金屬表面加熱到該溫度(約1000度)，并使其快速硬化。由于吸收了大量能量，因此金屬表層很快軟化。在冷卻過程中，工件表面將被加熱到低于淬火溫度(約500-700度)。這種工藝對金屬工件的淬火效果非常好。

　　根據(jù)激光淬火設(shè)備不同，其特征是不同的。例如，脈沖激光可以使金屬工件表面加熱到該溫度，快速加熱至淬火溫度并快速冷卻至低于該溫度;連續(xù)激光可以連續(xù)作業(yè)。它可以對金屬工件進行分段處理，并可用于多個工件。

　　一、激光淬火優(yōu)勢：

　　1.激光淬火設(shè)備容易操作，在金屬表面進行加熱和冷卻，具有速度快、熱影響小、變形小等特點，適用于表面熱處理;

　　2.激光淬火可以替代傳統(tǒng)淬火工藝，適用于多個工件的淬火;

　　3.可以控制表面和深度溫度場的分布，對不同材料的淬火深度可以實現(xiàn)可調(diào)節(jié);

　　4.對工件進行局部淬火時，激光束不會直接加熱到工件的表面，而是通過焦點區(qū)域作用于工件的表層。這種方法能工件表面和內(nèi)部的均勻淬火，防止產(chǎn)生馬氏體、珠光體等組織;

　　5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲勞強度和抗蝕能力;

　　6.激光淬火可以使材料的力學(xué)性能達到佳狀態(tài)，如彈性模量和抗拉強度。

　　二、激光淬火也存在一些缺陷：

　　1.淬火溫度高，工件表面硬化溫度高容易變形。

　　2.需要淬火介質(zhì)，容易損壞工件表面的光潔度。

　　3.使用不方便，不連續(xù)作業(yè)。

隨著智能制造業(yè)自動化的不斷深入，現(xiàn)在融合了激光、自動化、機器視覺等多項技術(shù)，正在不斷突破傳統(tǒng)制造業(yè)的瓶頸，已廣泛應(yīng)用于汽車、電子半導(dǎo)體、材料加工、航空航天、軌道交通、家用電器等制造業(yè)。而激光表面處理技術(shù)就是其中的重要組成部分。


　　目前，激光表面處理技術(shù)的發(fā)展有兩大趨勢：

　　一是升級創(chuàng)新現(xiàn)有加工技術(shù)，提和效率，推動自動化向縱深發(fā)展。

　　二是與其他技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建新的智能自動加工應(yīng)用領(lǐng)域，創(chuàng)造更大的產(chǎn)業(yè)空間。

　　而激光表面處理技術(shù)以你想象不到的方式活躍在新領(lǐng)域、新行業(yè)。

　　激光淬火是激光表面處理的一種方式。設(shè)備表面處理的主要目的是提高工件表面的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。激光表面強化技術(shù)的應(yīng)用大大提高了模具的表面性能。對于設(shè)備的關(guān)鍵零件，常規(guī)的熱處理方法主要是手工火焰淬火，具有很多局限性，如硬度低、易變形開裂、后續(xù)的深加工和校正等。激光淬火不僅可以解決上述問題，還可以在相同硬度下提高耐磨性和使用壽命，并且可以對難加工零件進行局部淬火。

1、激光淬火生產(chǎn)中的主要問題

　　根據(jù)激光表面淬火技術(shù)研究中的工藝參數(shù)及其內(nèi)在聯(lián)系可以知道，在激光淬火生產(chǎn)過程中，操作者對工藝參數(shù)的控制非常嚴(yán)格，工藝穩(wěn)定性差是必然的。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是光斑的功率密度和激光的不均勻性影響淬火過程的穩(wěn)定性;光斑形狀對硬化層均勻性的影響:激光表面淬火難以大面積硬化層;工件初始狀態(tài)對激光淬火質(zhì)量的影響。

　　2、提高激光淬火產(chǎn)量的一些改進措施

　　使用激光淬火系統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)品時，需要對淬火過程中的各種因素進行優(yōu)化和控制，以激光淬火過程的穩(wěn)定性。在控制激光功率、掃描速度、光斑大小等工藝因素的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品淬火前的導(dǎo)熱系數(shù)、熱擴散系數(shù)、熔點、臨界相變溫度、淬火部位形狀等，提前將影響因素輸入智能監(jiān)控工藝系統(tǒng)。在淬火過程中，操作者根據(jù)智能系統(tǒng)控制中心顯示的各種參數(shù)變化信息，實時控制激光器、光學(xué)系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)平臺的運行，從而完成淬火的控制，實現(xiàn)激光表面淬火產(chǎn)品的目的。如圖3所示，傳感器1-4分別監(jiān)測激光輸出光束的功率和功率密度分布、光束轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的調(diào)節(jié)狀態(tài)、工件表面激光照射區(qū)域的溫度變化和工作臺的運動狀態(tài)。