激光氣相沉積技術 

激光氣相沉積法有激光化學氣相沉積法（Laser Chemical Vapor Deposition, LCVD）和激光物理氣相沉積法（Laser Physical Vapor Deposition, LPVD）兩種主要形式，化學氣相沉積法是制備材料氣相生成的方法，它通過含有物構成薄膜元素的揮發(fā)性化合物與其他氣相物質，使其以原子態(tài)沉積在置于適當位置的基體上，從而形成所要求的材料。物理氣相沉積法則是利用高溫引起物質蒸發(fā)，或利用電子、離子、光子等荷能粒子的能量造成靶物質的線射到基體形成所要求的薄膜。激光氣相沉積性法有以下幾個特點：1）不但能形成金屬層，還可形成陶瓷層；2）成份容易控制、純度高、可得致密表面層；3）具有很好的覆蓋懷，可在深孔、階梯等復雜三維曲面上沉積抗磨蝕、抗高溫氧化、抗腐蝕、抗沖蝕等冶金涂料和防護涂料；4）該方法既可用于批量生產(chǎn)，也可用于連續(xù)生產(chǎn)。

近幾年來，日、美和西歐等摩托車廠家已成功地使用激光氣相沉積技術將氮化硅等陶瓷微粒沉積、噴涂或注入發(fā)動機氣缸內壁上，使鋁合金氣缸內壁改性形成一層附著力強，且耐磨、耐沖擊、耐高溫的高性能復合材料，取代鑄鐵氣缸套或鑄鐵汽缸。這樣可有效地減輕摩托車重量，同時可以減化汽缸組制造工藝。最近日本也用該方法在活塞環(huán)外表面進行了鍍或，使活塞環(huán)摩損量大大下降。

激光沖擊處理技術 

激光沖擊處理（Laser Shock Processing，LSP）是一種正在開發(fā)中的金屬材料表面改性技術，與爆炸沖擊、噴丸強化效置相似，它能改善金屬材料的強度、耐磨和耐腐蝕性能，特別是能有效地提高金屬材料的疲勞壽命。

激光沖擊技術是利用高功率密度（109W/cm²級）、短脈沖（納秒級）誘導強應力沖擊波改變材料表面物理機械性能的技術。為了提高對激光能量的吸收和保護金屬材料表面不受損失，在激光沖擊處理之前需在材料表面涂上一層不透光材料（或稱涂層），再在涂層上覆蓋一層透明材料，稱為約束層。激光沖擊時，強激光通過透明材料作用在材料表面涂層，涂層吸收激光能量迅速汽化、膨脹、爆炸，形成一個向金屬材料內部傳播的高強度壓力沖擊波，其峰值達GPa。這種高輻值壓力脈沖波能使材料產(chǎn)生密集、均勻和穩(wěn)定的位錯結構，同時形成殘余壓應力。在這兩種因素共同作用下，可以改善金屬材料的強度、耐磨性、耐腐蝕性，提高金屬材料的疲勞壽命。

1980年，B.P.Fairand等對鋁合金進行了激光沖擊處理，使其疲勞壽命提高了2~3倍。1990年，G.Banas對18Ni合金鋼進行試驗，疲勞壽命提高了17%。1992年，M.Geland等對奧氏體不銹鋼AISI316L進行試驗，其硬度提高92%。1994年張永康等對2024T62鋁合金進行試驗，其疲勞壽命平均提高6.9倍，最大可提高23.7倍。

鋁合金的激光沖擊成形效果

激光可在計算機控制下，對零件限定區(qū)域，如小圓角、凹槽等應力集中的局部疲勞區(qū)進行沖擊處理。由于作用時間短，材料變形較小，經(jīng)拋光的成品零件在激光沖擊紳化后沒有精度損失。所以激光沖擊處理可以替代噴丸處理。適合于激光沖擊的材料很多，如碳鋼、合金鋼、不銹鋼、可鍛煉鑄鐵、球墨鑄鐵、鋁合金、鈦合金及鎳基高溫合金等。激光沖擊強化技術正受到航天、汽車、造船等工業(yè)上的重視，同樣該技術在摩托車制造中處理曲軸、凸輪軸、連桿、搖臂、鏈輪、齒輪以及重要的緊固孔、焊縫等有著廣闊的應用前景。

2010年五邑大學為了獲得齒輪高強度滲碳鋼合適的激光沖擊處理工藝條件，對20CrMnTiH、17Cr2Ni2MoH試件進行了激光沖擊強化處理，以8J激光能量、20ns脈寬、6mm光斑直徑、2 mm水介質約束層、0.1 mm碳黑膠帶吸收層等沖擊工藝參數(shù)條件下強化處理后，并對強化后材料的殘余壓應力與強化影響層進行了測試和分析。

根據(jù)試驗測量結果，可以得到如下結論：1）經(jīng)過激光沖擊強化處理20CrMnTiH后，沖擊強化區(qū)的殘余壓應力有極大提高，可達 -1000MPa；2）通過40%搭接率的2次優(yōu)化沖擊強化對殘余壓應力場的改善非常明顯，搭接率為40%沖擊處理比單次沖擊處理對材料的殘余壓應力場有極為明顯的改善，使表面殘余應力場更加均勻； 3）激光沖擊強化對金屬材料性能的作用主要體現(xiàn)在材料表面影響層的改善，即在深度方向殘余應力場的提高；40%搭接率的2次沖擊強化對殘余應力場的改善效果比較顯著，影響層深度達到了0.7mm。

以上結論對高強鋼激光沖擊強化處理技術的深入研究和實際工程應用均有指導意義。