使用光纤激光加工设备, 采用单因素分析法, 在Cr12mov模具钢试样上进行系统的激光毛化工艺实验研究, 以获得不同种类特征的毛化形貌和优化的工艺参数, 并对加工区域表层材料的机械力学性能进行检测。实验结果表明: 在不同的工艺参数下, 分别获得了球冠状、凹顶球冠状和火山口状三种毛化形貌; 不同的工艺参量对毛化形貌有着显著的影响, 毛化形貌的直径和高度, 随激光功率和脉冲宽度的增大而呈增大趋势, 也随辅助气体氮气压力的增大, 呈先减小而后迅速增大。毛化点熔凝区组织高度细化, 主要为隐晶马氏体, 具有较高的显微硬度, 最大硬度可达647.6 HV, 大约是基体的2.2倍。

为了探究激光毛化技术在硬质合金材料表面实现微织构的应用潜能，采用单因素分析法，在YG6X硬质合金刀片表面进行了激光毛化工艺试验研究，获得了直径约270μm，高度约6μm的火山口形貌的微织构。结果表明，激光脉冲宽度、抽运电压、气体压力对毛化微织构形貌有着显著影响，脉冲宽度和抽运电压会较大地增大织构尺寸，气体压力显著减小织构高度约43%；硬质合金激光毛化微织构易出现微裂纹，由中心延伸至周边；组织中材料分布不均，中间有大块孔洞与空腔，但与基体有着紧密的结合强度。

探讨了单脉冲同点间隔多次(SPI)工艺对激光微织构加工效果的影响。采用纳秒倍频Nd³⁺∶YAG 激光器在45钢表面进行激光微织构实验，研究激光能量密度、脉冲个数对微凹腔几何形貌参数的影响规律；分析烧蚀所致表面等离子体对激光吸收率的影响；并从实验和温度场模拟角度，对比分析了SPI工艺相比同点连续多次工艺的特点及技术优势。结果表明：随激光能量密度增加，微凹腔直径呈对数函数关系增加，而凹腔深度则随之先增大后趋于平稳，最后略微下降。作用脉冲个数对凹腔直径影响不明显，但凹腔深度随之呈线性增加。较之同点连续多次工艺，SPI工艺能最大限度降低激光加工产生的负面热效应，且多脉冲作用对微织构内部形貌具有“平滑”作用；同时，在保证单个脉冲材料去除率的条件下，提高了激光加工高质量微织构的总效率。