激光表面強化及再制造加工技術是一種集光、機、電、計算機、材料、物理、化學等多門學科的跨學科高新技術，因其特有的無污染、低能耗、易于自動控制等優勢而迅速發展成為一種先進的表面加工技術。該技術歷經二十余年的進步，伴隨著高功率激光器、裝備智能化控制和材料技術的不斷升級和改進，已越來越多應用到工業零部件的強化和再制造中。

　　一、激光表面強化及再制造加工技術分類及簡介

　　激光表面強化及再制造加工技術可以在不改變金屬零件表面金屬成分的條件下提高零件表面的機械性能，也可以對金屬零件磨損或者拉傷的部位進行類同質熔覆修復、恢復形貌尺寸和性能，還可以對一些金屬零件關鍵部位添加合金或者陶瓷材料進行表面改性，大大提高該部位防腐耐蝕、耐磨、高溫抗疲勞等性能。激光表面強化及再制造加工技術特點：無污染、可控性好、熱影響區小、組織缺陷少、處理效果好、便于實現自動化。國內外廣泛使用的激光表面強化及再制造加工技術主要分三種：激光淬火、激光再制造（熔覆）、激光合金化。以下對這三類技術及特點簡單介紹：

　　1.激光淬火技術

　　采用高能量激光作為熱源，使金屬表面快熱快冷，瞬間完成淬火過程，得到高硬度、超細的馬氏體組織，提高表面的硬度及耐磨性，并且在表面形成壓應力，提高疲勞強度。圖2-4為幾種典型材料激光淬火層的組織和橫斷面硬度分布。

　　圖1半導體激光淬火設備及淬火示意圖

　　圖2GCr15激光淬火硬度及組織照片（激光功率2.2kW，速度15mm/s）

　　圖342CrMo激光淬火硬度及組織照片（激光功率2.2kW，速度10mm/s）

　　圖47CrSiMnMoV激光淬火硬度及組織照片（激光功率2.2kW，速度10mm/s）

　　激光淬火特點：變形小、形成殘余壓應力、硬度高、淬火層深度硬度可控、環保（無需水、油等淬火液）、易于實現自動化控制，該工藝不需添加功能合金材料。

　　2.激光合金化技術

　　采用高能量激光作為熱源，照射通過噴涂在工件表面預制好的超細金屬或金屬陶瓷合金化材料，使之在高能密度激光束作用下快速滲透熔凝，從而改變工件表面成分，獲得組織細密、高耐磨合金層，大幅提高工件高溫腐蝕條件下的耐磨性能。圖5-7為幾種典型材料激光合金化的組織和硬度分布。

　　圖545鋼激光合金化表面形貌及硬度分布

　　激光合金化表面Ra為2-4um

　　合金層硬HV800-850，層深0.3mm，淬火層深0.5mm

　　圖69CrSi鋼激光合金化表面形貌及硬度分布

　　激光合金化表面Ra為3-4um，

　　合金層硬度HV900-950，層深0.4mm，淬火層深0.7mm

　　圖7球鐵激光合金化表面形貌及硬度分布

　　激光合金化表面Ra為3-5um，

　　合金層硬度HV1100-1200，層深0.5mm，淬火層深0.6mm

　　激光合金化特點：性能提升明顯、無需后續加工、成本低、變形小、速度快、便于實現自動化控制，激光合金化層的材料和性能可根據使用需要進行調整，工藝可塑性大，特別適合于鋼鐵行業熱軋輥的需求。