20世纪80年代,比利时冶金研究中心(CRM)最早开始了激光毛化技术的研究。由于激光毛化技术在加工方法、提高钢板成形性能和涂漆光亮度,以及综合成本方面都优于喷丸毛化和电火花毛化等技术,所以该技术一经问世就受到钢铁企业的高度重视。激光毛化技术作为一项较为成熟的技术,已在轧辊中得到广泛应用,该技术不仅提高了轧辊自身的耐磨性和使用寿命,也使其轧制的板料的成形性能和涂镀性得到提高。本研究受到激光毛化技术在轧辊上成功应用的启发,首次将激光毛化表面改形改性技术应用到金属塑性成形模具的表面强化处理中,这不仅丰富了模具的表面处理技术,而且对满足模具表面质量要求、提高模具使用寿命和成形性能、研制具有我国自主知识产权的模具表面毛化装置,以及发展塑性成形和摩擦学理论具有重要的理论和工程意义。本文在分析激光加热作用机理的基础上,根据激光毛化加工的特点,初步分析了激光对材料的加热、熔化和部分汽化的机制,并对激光毛化微观形貌形成的机理作了初步的探讨。本文以淬火45钢作为研究对象,对脉冲宽度、电压、离焦量和辅助气体压力等参数采用单因素轮换法进行了工艺试验研究,在分析测量数据的基础上,获得了激光工艺参数对激光毛化微观形貌的几何尺寸的影响规律。同时,对激光毛化微观形貌进行了金相组织分析和显微硬度测定,并与基体的金相组织和显微硬度进行了比较分析。结果表明:试样表面激光毛化处凸肩的金相组织为针状和板条状混合马氏体组织,基体的金相组织为淬火马氏体和托氏体混合组织,由于托氏体组织的硬度较低,使得凸肩处的显微硬度比基体的硬度提高了30%～50%,并探讨了激光毛化强化机理。本文的研究成果对于激光毛化工艺的深入研究以及技术推广具有重要的指导意义。