激光表面合金化是一種既改變材料表面的物理狀態(tài)，又改變其化學(xué)成分的激光表面強(qiáng)化技術(shù)。這種表面強(qiáng)化工藝先是采用電鍍、涂敷粉末、填加粉末等方法把所需要的合金元素涂敷到金屬表面，通過激光加熱使其與基體表面共熔而混合，在0.1～0.3s時(shí)間內(nèi)形成厚0.01～0.02mm的表面合金層。快速熔化非平衡過程可使合金元素在凝固后的組織達(dá)到很高的過飽和度，從而形成普通合金化方法不易得到的化合物、介穩(wěn)相和新相，在合金元素消耗量很低的情況下獲得具有特殊性能的表面合金層。熔覆是保持表面加入的化合物不變，而次表層部分基體與加入的化合物熔化，以加強(qiáng)結(jié)合強(qiáng)度。

合金元素的加入方法有預(yù)涂式和送粉式兩種，預(yù)涂式即采用電沉積、氣相沉積、離子注入、刷涂、等離子噴涂、粘結(jié)劑、涂覆等方法將所要求的合金粉末預(yù)先涂覆在工件表面的相應(yīng)部位，然后用激光加熱熔化，與基體表面形成新的合金層；送粉式（同步輸入法）是激光輻照的同時(shí)送入合金粉末，需要精度較高的送粉裝置。

影響激光合金化層的工藝參數(shù)有：粉末的選配、合金粉末預(yù)涂方法與厚度、激光輸出功率、功率密度、穩(wěn)定性、光斑尺寸、束斑能量分布均勻性、激光束掃描速度以基材性質(zhì)等。

表面合金化過程中合金元素向熔化區(qū)擴(kuò)散，在很短的時(shí)間內(nèi)就能獲得所需要的合金層。由于合金化層與基體材料之間可以形成純粹的冶金結(jié)合，具有極強(qiáng)的結(jié)合力，從而提高了表層的耐磨性、耐蝕性和高溫抗氧化性等性能。可使廉價(jià)的普通材料表面獲得優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱等性能，以取代昂貴的整體合金；可改善不銹鋼、鋁合金和鈦合金的耐磨性能。

由于激光熔化過程有氣體存在，且在快速凝固過程中來不及溢出表面，使表層中含有氣孔，氣孔的存在容易造成裂紋的萌生和擴(kuò)展。激光表面合金化技術(shù)的關(guān)鍵問題是如何消除或減少熔覆的裂紋和氣孔，這在有色金屬的激光熔覆處理時(shí)應(yīng)特別加以重視。

如在軋鋼機(jī)導(dǎo)軌上利用激光熔敷高溫耐磨涂層，與普通的碳鋼導(dǎo)向板相比，耐磨性提高4倍以上，與整體4Cr5MoV1Si比較，軋鋼能力提高1倍以上，減少了停機(jī)時(shí)間，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本。