熱作模具鋼作為模具鋼的重要組成部分，常用于制造金屬高溫壓制成型模具。熱作模具長期經受金屬變形造成的摩擦及空氣、油和水等反復冷卻，因而會導致表面磨損、熱疲勞裂紋和腐蝕產生。

熱作模具鋼破損一般從表面開始，通過表面強化技術能有效提高其使用壽命。常見表面改性方式包括：化學熱處理、擴散滲入、離子注入和氣相沉積，這些改性方式都存在處理周期長，技術要求高，表面結合差及涂層較薄等缺點。

而激光表面改性技術是通過高能密度激光束作用在金屬材料表面，使其發生物理化學變化，從而改變其耐磨、耐蝕、抗熱疲勞和抗氧化等性能。主要有：

1、激光相變硬化

將能量密度為104～105W·cm-2激光束作用在鋼表面，使其瞬間吸收能量并升溫到相變溫度以上，材料表面奧氏體化且內部溫度保持不變。停止加熱后，表面以104～106℃/s速度自冷，達到自淬火效果并形成強化層。

2、激光熔凝

將能量密度為105～106W·cm-2激光束作用在鋼表面，使其熔化且通過自身熱傳導快速冷卻，在材料表面形成成分與基體相同，但合金元素飽和度、晶粒大小不同的熔層；其能有效除去材料表面雜質元素、裂紋及氣孔，改善表面性能。

3、激光熔覆

將能量密度為105～106W·cm-2激光束作用在鋼表面，使基材表面薄層與添加熔覆材料一起熔凝，形成冶金結合層；激光熔覆與激光合金化相比，其稀釋率低，能很好保持熔覆材料性能，與基材相關性不大。

4、激光合金化

將能量密度為105～106W·cm-2激光束作用在鋼表面，使加入合金元素與基體材料同時快速熔化、混合和凝固，形成具有要求深度和化學成分的合金化層。

四種方法中，激光相變硬化是通過加熱金屬材料來改善表面性能，而激光熔凝、激光熔覆及激光合金化則是通過熔化金屬材料來改變表面性能。

激光表面改性技術未來的發展方向是：激光表面改性技術與自動控制技術發展，激光表面改性設備正朝著大功率、自動化和智能化發展；激光表面改性技術與再制造相結合能將廢舊產品蘊含價值開發利用，減小廢品污染，延長零件壽命，增加經濟收益；計算機科學與材料科學相結合，有效提高激光表面改性技術研究效率，節約科研成本。