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提高金屬材料的硬度和強度。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其進行預(yù)處理。

　　當(dāng)采用連續(xù)激光束時，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)過機械加工的，表面粗糙度很小，其反射率可達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，并且不需要對工件進行預(yù)熱帶或者熱處理，直接噴涂即可。噴涂的工藝流程簡單、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)域被加熱至相變點以上，熔點以下的溫度，此時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，由于熱傳導(dǎo)的作用，加熱區(qū)會冷卻（106～108℃/s）而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，使工件表層實現(xiàn)相變硬化。