金屬材料激光硬化的原理是利用激光束在金屬材料表面上的吸收來(lái)提高金屬材料的硬度和強(qiáng)度。由于激光本身并不直接參與工件表面層的熱應(yīng)力應(yīng)變，因此，在激光硬化之前需對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。

　　當(dāng)采用連續(xù)激光束時(shí)，由于激光束具有很高的能量密度，故可以使工件表層很快發(fā)生熱應(yīng)力應(yīng)變并使表層硬度迅速增加。一般金屬材料表面都是經(jīng)過機(jī)械加工的，表面粗糙度很小，其反射率可達(dá)80-90%，影響金屬材料表面吸收光能的效率。為了提高激光在金屬表面的吸收效率，在激光硬化前需要進(jìn)行表面預(yù)處理。表面預(yù)處理的方法有很多種，包括表面粗糙化、噴漆法、磷化法、氧化法、涂裝法等。其中常用的是噴漆法和磷化法。

　這兩種工藝都能達(dá)到表面預(yù)處理的目的，提高激光吸收效率。由于采用了噴涂和烘烤等加工方法，能很好地處理金屬表面的粗糙度、氧化物或腐蝕產(chǎn)物層，并且不需要對(duì)工件進(jìn)行預(yù)熱帶或者熱處理，直接噴涂即可。噴涂的工藝流程簡(jiǎn)單、快速，并且。其工藝流程為：把金屬工件用水洗凈后置于噴氣或等離子體中進(jìn)行加熱或保溫;然后再把表面涂料噴在金屬表面上，經(jīng)過幾分鐘干燥后即可得到致密、均勻的涂層。如果涂層太厚，可能會(huì)出現(xiàn)“燒穿”現(xiàn)象，一般涂層厚度為50-100微米為宜。

激光表面淬火是一種利用高能量激光束掃描工件使被掃描的區(qū)域表面硬化的技術(shù)。其基本原理為用一定能量密度（103～105W/cm2）的激光照射工件，使被照射的表層區(qū)域被加熱至相變點(diǎn)以上，熔點(diǎn)以下的溫度，此時(shí)工件基體仍處于冷態(tài)，加熱區(qū)與基體之間存在很大的溫度梯度，當(dāng)激光束停止照射時(shí)，由于熱傳導(dǎo)的作用，加熱區(qū)會(huì)冷卻（106～108℃/s）而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，使工件表層實(shí)現(xiàn)相變硬化。