摩托車是一種應用廣、快速、經濟、舒適的交通和運動工具，它具有靈活、輕便、機動和高速等特點。隨著科學技術的發展，現代摩托車產業已經融合了機電液技術、信息與數字化技術、控制與測試技術、新工藝技術和新材料技術等諸多高新技術，成為了一種技術含量很高的產品。

在摩托車生產制造各環節中，激光加工技術大有用武之處。涉及摩托車制造的激光加工技術主要有激光表面改性處理（包括激光相變硬化、熔覆、合金化）、激光打孔、激光切割、激光焊接、激光沖擊以及激光打標、激光刻花、激光測量等。

激光相變硬化處理（激光淬火）

激光相變硬化處理（Laser Transformation Hardening, LTH）是激光表面改性處理中最早使用的方法，由于激光加熱能把熱量限制在所需要的部位，所以激光相變硬化時變形極小（約為15~20），可獲得極薄的均勻硬化層（一般小于1mm）。由于金屬材料對激光吸收率低（對CO₂激光吸收率低于10%，對YAG激光吸收率最高為30~40%），因而激光相變硬化時，為提高材料表面對激光吸收率，可在表面涂上一層涂料，使金屬表面對激光吸收率達90%以上。激光適用于對變形很敏感的零件的特殊部位（如深孔內壁、盲孔底部等）進行硬化處理。

摩托車發動機排量大多在50~750cm³，其絕大部分關鍵件結構與要求均與汽車發動機相似。目前在歐美、日本等發達國家已將激光技術用于汽車、航空等工業領域，相比之下，我國在這方面存在較大的差距，尤其是在摩托車行業中。

早在1978年美通用汽車公司建成了汽缸激光處理生產線，用4臺5kw的CO₂激光器對鑄鐵缸套內壁處理出寬為2.5mm，深為0.5mm的螺旋線硬化帶，并規定缸套必須經激光處理才能出廠。

北京大恒公司對汽車發動機缸體內壁進行激光硬化處理，采用激光功率為900w，掃描速度為400mm/S，激光硬化帶寬3.5mm，深0.25~0.3mm，硬度達HRC63，將使用壽命提高了3倍。青島發動機廠對6102Q高速柴油機缸體進行激光相變硬化處理，省去了缸套，缸孔內表面耐磨性超過硼缸套16%~20%。

1984年前蘇聯卡基諾論汽車修理廠采用激光對3號鋼和45號鋼的曲軸進行激光相變處理。經90小時臺架試驗，主軸頸和連桿軸頸的平均磨損量較傳統熱處理方法分別減少47.3%和43.5%，一般運行時耐磨性增加42%、疲勞強度提高15%、主軸頸壽命延長10%。1985年，長春第一汽車廠使用1.8kw激光器對45號鋼的曲軸軸頸進行掃描相變硬化處理，獲得寬為3.8mm，深為0.8~1.37mm的淬火帶，硬度達765HV。1994年大連機車車輛廠對曲軸的主軸頸和連桿軸頸部分進行激光處理，使相變硬化中心帶表面殘余應力達—（900~1000）Mpa，再配合表面滾壓，使疲勞壽命提高185%以上。

華南理工大學對汽車發動機排氣閥進行激光硬化處理，獲得了滿意的效果以取代價格昂貴的進口零件，完成標致汽車的國產化，1997年華南師大量子電子研究所對材料為的排氣閥尾端進行相變硬化處理，其硬化層厚度和硬度值均達到了標致汽車機排氣閥圖紙規定的要求。

目前凸輪軸激光表面處理主要用于小型發動機上，對凸輪表面的一定節距進行激光螺旋掃描處理，獲得硬化骨架和軟化貯油溝槽兼備的表面，以提高耐磨和耐擦傷性能。如1992年德國開始在凸輪軸上旋行激光重熔淬火處理，得到萊氏體組織，凸輪耐磨性和接觸疲勞強度均得到了顯著的提高。

日本日產公司（特開昭963—134634專利）提出用條狀激光束沿凸輪寬度進行激光掃描相變處理，這樣可獲得均勻組織，又不會出現兩側塌邊現象。處理后表面組織為枝晶狀細萊氏體，表面硬度高過800~1000HV以上，達到550HV有效硬化層厚度超過1.5mm。試驗表明這種組織具有很高的接觸疲勞強度和耐磨損、耐腐蝕、耐擦傷性能，是一種理想的凸輪軸強化方法。

1997年天津大學對灰鑄鐵凸輪軸進行了激光重熔強化處理。試驗是在6kw連續波CO₂激光器上進行。結果表明凸輪經激光表面重熔處理后，表層為強化細萊氏體組織，其硬度顯著高于基體，耐磨性能優于冷激鑄鐵。

1999年廣東五邑大學、江蘇理工大學和大長江摩托車公司合作，使用NEL2500快速軸流CO₂激光器，對HJ125T型摩托車發動機中與C型環配合、材料為HT300的凸輪軸頸部，寬6mm、長16mm、深為16mm的槽底進行激光相變處理，處理后的零件經硬度測量、耐磨損和耐沖擊試驗以及金相組織分析表明，其各項性能均達到日本進口零件要求，完全可實現該零件的國產化。

同時五邑大學、江蘇理工大學還對摩托車發動機凸輪、正時鏈輪齒部（材料為20CrMo）進行了激光相變硬化處理，不但可以保證質量，而且減化工藝流程，降低成本，取得了滿意的效果。

活塞環是發動機關鍵零件之一，采用激光相變處理后可使其表面硬度達1000HV以上。活塞環的激光相變處理與鍍鉻、鍍鉬、滲碳處理相比，具有工藝簡單、生產效率高、無三廢污染和節約貴金屬等優點，實際應用中取得了良好的效果。如我國戚墅堰機車車輛工藝所與原長沙鐵道學院對鉻鉬銅合金鑄鐵活塞環進行相變硬化處理，表面硬度達800~1260HV，裝車后進行18~21萬余公里檢測表明，最嚴重的第一氣環磨損量僅為0.005~0.0125mm/10⁴km，且潤滑油消耗量降低了23%~25%，取得了可觀的經濟效益。日本洋馬公司用1kw級的CO₂激光器對M200型發動機用的球墨鑄鐵活塞環進行了激光淬火處理，取得了良好的效果。

待續…

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