金属材料激光硬化的原理是利用激光束在金属材料表面上的吸收来提高金属材料的硬度和强度。由于激光本身并不直接参与工件表面层的热应力应变，因此，在激光硬化之前需对其进行预处理。
当采用连续激光束时，由于激光束具有很高的能量密度，故可以使工件表层很快发生热应力应变并使表层硬度迅速增加。一般金属材料表面都是经过机械加工的，表面粗糙度很小，其反射率可达80-90%，影响金属材料表面吸收光能的效率。为了提高激光在金属表面的吸收效率，在激光硬化前需要进行表面预处理。表面预处理的方法有很多种，包括表面粗糙化、喷漆法、磷化法、氧化法、涂装法等。其中常用的是喷漆法和磷化法。
这两种工艺都能达到表面预处理的目的，提高激光吸收效率。由于采用了喷涂和烘烤等加工方法，能很好地处理金属表面的粗糙度、氧化物或腐蚀产物层，并且不需要对工件进行预热带或者热处理，直接喷涂即可。喷涂的工艺流程简单、快速，并且。其工艺流程为：把金属工件用水洗净后置于喷气或等离子体中进行加热或保温;然后再把表面涂料喷在金属表面上，经过几分钟干燥后即可得到致密、均匀的涂层。如果涂层太厚，可能会出现“烧穿”现象，一般涂层厚度为50-100微米为宜。
在喷漆法中，涂料种类繁多，新产品和配方也在不断开发。在众多的涂料中，有的配方简单，有的配方复杂，但都提高了激光淬火中的激光吸收率，大部分能达到80-98%以上，完全满足激光淬火的要求。喷涂的应用方法简单，易于操作。除喷涂外，可应用于大规模生产，也可用手工刷涂进行零星的临时加工和实验，无需增加成套设备。
在激光淬火的预处理方法中，磷化是许多机械零件加工的后一道工序，可以作为激光处理前的表面预处理。磷化处理分为高温90-98度，中温55-70度，常温25度左右。在激光处理的过程中，由于材料不同，激光处理工艺不同，三种磷化工艺的表面预处理层(磷化膜)对激光的吸收率不同，一般认为以高中温磷化好!
而不同的表面预处理工艺对激光的吸收也不一样，在进行激光处理前需要了解!
一般认为，表面预处理时，磷化膜厚度应小于20微米，否则可能会出现“烧穿”现象，影响后续工序的质量。
在表面预处理技术中比较成熟的是氧化法和喷涂法，但是随着各种材料的不断发展，新型材料层出不穷，如纳米级氧化物、金属陶瓷和金属涂层等新材料及新工艺层出不穷。因此对氧化技术、喷涂技术提出了更高要求。因此目前国内激光淬火设备的发展也是越来越成熟!
1、激光淬火生产中的主要问题
根据激光表面淬火技术研究中的工艺参数及其内在联系可以知道，在激光淬火生产过程中，操作者对工艺参数的控制非常严格，工艺稳定性差是必然的。产生这种现象的主要原因是光斑的功率密度和激光的不均匀性影响淬火过程的稳定性;光斑形状对硬化层均匀性的影响:激光表面淬火难以大面积硬化层;工件初始状态对激光淬火质量的影响。
2、提高激光淬火产量的一些改进措施
使用激光淬火系统生产产品时，需要对淬火过程中的各种因素进行优化和控制，以激光淬火过程的稳定性。在控制激光功率、扫描速度、光斑大小等工艺因素的基础上，技术人员可以根据产品淬火前的导热系数、热扩散系数、熔点、临界相变温度、淬火部位形状等，提前将影响因素输入智能监控工艺系统。在淬火过程中，操作者根据智能系统控制中心显示的各种参数变化信息，实时控制激光器、光学系统和旋转平台的运行，从而完成淬火的控制，实现激光表面淬火产品的目的。如图3所示，传感器1-4分别监测激光输出光束的功率和功率密度分布、光束转换系统的调节状态、工件表面激光照射区域的温度变化和工作台的运动状态。
压辊模具激光淬火技术是一种的表面处理技术，其通过高能激光束对压辊模具表面进行快速加热和冷却，实现表面硬化和强化的效果。这项技术在工业领域得到了广泛的应用，尤其在钢铁、有色金属、橡胶、塑料等行业的压延和挤出工艺中，压辊模具的寿命和性能对生产效率和产品质量有着至关重要的影响。
传统的压辊模具淬火技术通常采用油或水作为冷却介质，通过快速冷却使模具表面形成一层高硬度的淬硬层。然而，这种技术存在一些局限性，如淬硬层深度较浅、冷却不均匀、易产生裂纹等。相比之下，激光淬火技术具有许多优点，如淬硬层深度大、硬化均匀、冷却速度快、变形小等。
激光淬火的原理是利用高能激光束对压辊模具表面进行扫描，通过快速加热和冷却使表面材料发生相变，形成一层高硬度的硬化层。激光淬火的硬化层深度可以达到数毫米至数厘米，硬化层内的显微组织结构也得到了显著改善，具有更高的硬度和更好的耐磨性。同时，激光淬火还可以改善压辊模具的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，从而提高其使用寿命。
激光淬火技术的实施需要使用高功率激光器和运动系统。激光器通常采用二氧化碳或光纤激光器，它们的输出功率可以调节，以适应不同厚度和不同材料的压辊模具。运动系统则负责控制激光束的扫描路径和速度，以确保均匀加热和冷却整个表面。在处理过程中，需要对压辊模具进行的热分析，以确定佳的工艺参数，如激光功率、扫描速度、光斑尺寸等。
激光淬火技术在工业应用中已经得到了广泛验证，其在提高压辊模具性能和寿命方面具有显著优势。与传统淬火技术相比，激光淬火技术具有更高的生产效率和更好的质量。此外，激光淬火技术还可以通过优化工艺参数来满足不同材料和不同用途的压辊模具的需求。随着技术的不断发展和成本的不断降低，激光淬火技术将在更多领域得到应用和推广。
在未来的发展中，激光淬火技术将继续受到关注和研究。人们将更加深入地研究激光与材料之间的相互作用机制，探索更加优化的工艺参数和控制方法。同时，随着新材料和新应用的不断涌现，激光淬火技术将面临更多的挑战和机遇。相信在不久的将来，这项技术将会取得更加显著的突破和创新。