切削加工是基本而又常用的精密加工手段，在机械、电机、电子等各种产业部分中都起着重要的作用，决定切削加工效率的因素很多如机床、刀具、工件等，其中刀具是最活跃的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面质量的优劣等等，在很大程度上取决于刀具材料的机械性能和加工性能，因此人们不断地研究开发新的刀具材料。但新材料的开发速度常常与现代切削加工生产要求存在一定的差距，如在高速切削300～1000m/min切削钢、90～200m/min切削钛合金等要达到这样高的切削速度，就要发展具有更加优异的高温力学性能、高化学稳定性和热稳定性及高温热抗振性的刀具材料，加速刀具材料的研究与开发，合理选用刀具材料是推动高速切削技术广泛应用的重要前提。

激光加工是激光应用的首要领域，在此领域中激光对物体材料的强化处理占有很重要的位置，特别是对材料表面可进行多种强化处理。

在刀具材料改性中主要应用的是熔化处理，熔化处理是金属材料表面在激光束照射下成为溶化状态，同时迅速凝固，产生新的表面层。根据材料表面组织变化情况，可分为合金化、溶覆、重溶细化、上釉和表面复合化等。激光熔凝是用适当的参数的激光辐照材料表面，使其表面快速熔融、快速冷凝，获得较为细化均质的组织和所需性质的表面改性技术。它具有以下优点：

1.表面熔化时一般不添加任何金属元素，熔凝层与材料基体形成冶金结合。

2.在激光熔凝过程中，可以排除杂质和气体，同时急冷重结晶获得的杂志有较高的硬度、耐磨性和抗腐蚀性。

3.其熔层薄、热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响不大。有时可不再进行后续磨光而直接使用。

4.提高溶质原子在基体中固溶度极限，晶粒及第二相质点超细化，形成亚稳相可获得无扩散的单一晶体结构甚至非晶态，从而使生成的新型合金获得传统方法得不到的优良性能。

5.光束可以通过光路导向，因而可以处理零件特殊位置和形状复杂的表面。

二、刀具材料激光表面改性国内外研究概况

目前国内外与此相关的文献较多，如利用XeCl准分子激光器（波长308nm）照射Al2O3-SiC纳米复合陶瓷试样，能量密度在0.8J/cm3~6.0J/cm3范围内，照射后，表面缺陷消除，形成连续分布的光滑平整的熔化层，并出现亚稳相γ-Al2O3，由于表面形貌的改善和结构的变化,使表面韧性得到提高。W18Cr 4V车刀表面经激光涂覆处理后，对于深切削、快速切削和切削特硬，耐磨性有明显的提高，若以后刀面磨钝为标准,提高近250％；若以前刀面磨钝为标准,提高200％；若以破损为标准，提高近100％。此外车刀前刀面激光处理后，后刀面的耐磨性有明显增长；后刀面激光处理后，前刀面抗月牙洼磨损能力也有一定的提高，但增长幅度不及前者。北京工业大学的宣崇武、张连宝利用激光表面合金化新技术，改变木材加工刀片的表面成分，以提高刀片韧性。激光表面合金化所得的合金化层与刀片基体之间是一种冶金结合，结合力优于各种喷涂层。最佳产品一次刃磨平均产量<20t，但刀片本身折损率>30％。激光合金化处理后的刀片，一次刃磨寿命比最佳产品平均提高3倍左右，且刀刃不崩、不卷、不折断，稍加磨刃可继续使用。无锡冶金机械厂的李良福在用激光加工法提高刀具耐用度的经验证实，激光强化对改善各种刀具的工作能力有较好的效果。例如T8A、T10A、CrWMn和9Cr钢模具的耐用度可提高若干倍，成型模的寿命较一般热处理后的使用寿命可提高15-19倍，较氮化钴耐磨层的模具提高0.5-1倍。前苏联曾对WC85%+Co15%和WC92%+Co8%两种硬质合金粉末进行激光熔覆试验，使用35-30J的固体脉冲激光和0.1，0.5，1-3Kw的连续CO2激光器，扫描速度2.2-17mm/s，在Y8A工具钢基体上熔覆（WC92+Co8）粉末所得最高显微硬度为HV1180。KJ.Schmaxtjko利用准分子激光对陶瓷材料(Al2O3、ZnO2、Si3N4)的表面直接进行重熔改性，结果表明：陶瓷材料的表面粗糙度从激光改性前的10-15μm，下降到1-4μm，且孔隙率大大下降。A.Detitbon的重熔方式可使表面裂纹和孔隙至少下降50%。