压射头是铝合金压铸过程中重要关键部件，承载着输送铝合金液体的重要任务，其工作环境十分恶劣，承受高温、磨粒磨损、交变载荷、交变温度场、高温度梯度等各种复杂条件，一般压射头寿命为1500模次左右，一天就要更换2~3个，严重影响了生产效率。提高压射头使用寿命是提高压铸设备生产效率的关键。河北钢铁集团邯钢公司对球墨铸铁压射头表面进行激光处理，使得压射头的使用寿命最高提高到4.8倍，效果明显。他们所试验的压射头材质为球墨铸铁，其化学成分(质量分数，%)为3.37C，0.023S，3.01Si，0.43Mn，0.56P，组织由铁素体、珠光体、球状石墨组成。激光设备采用3000WCO2激光器，工作参数为：激光输出功率1500~2000W，350mm反射聚焦系统，扫描速度1100~1500mm/min,激光束直径3mm。试件预处理状态为高频感应淬火，淬硬层深度为2mm，硬度600HV。激光处理前先经除油去锈，刷涂吸光涂料10μm。

检测表明，经激光处理后的试样，其显微组织依次为固态相变硬化区、过渡区、热影响区和原始的高频淬火区，在最外层存在一层熔化区，其深度约0.18mm。材料表层在极高激光能量密度辐照下迅速升温至熔化，原始组织中的自由石墨已经完全溶解，快速冷却凝固后组织为变态莱氏体，结晶方向与温度梯度方向一致，变态莱氏体组织极细，在低倍光学显微镜下只能观察到白亮层，经扫描电镜观察，莱氏体中的原奥氏体分布于鱼骨状碳化物中，原奥氏体转变为类马氏体形状;另外，熔凝区存在大量残留奥氏体，残存量由表及里逐渐减少。经测量，莱氏体枝晶间距平均为0.7μm，比高耐磨的激冷铸铁莱氏体要细很多。由于组织高度细化，其显微硬度达到1027HV左右。在熔凝区下面为固态相变硬化区，此区域显微硬度在900HV左右，层深约0.12mm，主要组织为针状马氏体，石墨有部分熔化扩散痕迹，在光学显微镜低倍观察时为白色区域，深度腐蚀及较高倍下观察可见马氏体针以及被马氏体包围的牛眼状石墨。该区域在激光处理中未达到基体材料的熔点，但该温度场内碳的扩散足以使原始组织获得转变成针状马氏体所需要的碳浓度，所以，细针状马氏体为该处理区域的主要组织。显微硬度测试表明，激光处理层由表及里的显微硬度分布，沿深度方向有4个大的平台，分别为熔凝区、相变硬化区、过渡区以及原始高频淬火区。

经激光处理后的压射头用于实际使用，寿命大大提高，最长寿命提高到原来的4.8倍。这是由于熔凝区变态莱氏体极高的硬度以及精细的显微结构，促成了工件抗磨损、抗拉伤性能，从而提高了压射头的使用寿命，从而提高了生产率，降低了生产成本。现在已经有多家企业应用了该技术。

他们的工作还表明，如果激光处理未达到最表层熔凝的程度，仅有激光相变硬化效果，耐磨性提高不明显，工件的使用寿命也不会有明显提高。（钢研）