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热处理在大型机车制造业已被采用，大大提高了机车寿命，主要是机车大型曲轴的热处理和机车柴油机缸套和机车主簧片的热处理。它们的模具制造工艺复杂，精度要求高，形状各异，应用广泛，但往往因模具的寿命短而加大了成本，返修也很困难。用激光对模具表面进行热处理，已逐渐被认识和被采用，可成倍的提高模具的寿命，又不受形状和尺寸的限制。
激光等高能束表面热处理是近年来开发的新的方法，使用较多的CO2激光束。通过激光加热可获得0.30～3.0mm的硬化层，与其他表面硬化方法相比，其具有硬化层深度及位置控制精确、无变形等优点。高碳铬轴承钢零件经表面激光硬化后淬硬层的马氏体极细小、碳化物分布更均匀、残余奥氏体极少，比一般淬回火具有更高硬度和滑动耐磨性。另外，激光等高能束还可作为表面涂覆工艺的热源，一次可完成表面淬火和涂覆过程，尤其是近年来纳米技术的发展，这一复合工艺过程在精密轴承零件的表面处理中将有广阔的应用前景。
热处理过的曲轴由于越来越显示其优越性，各种大功率CO2不断问世。有些大型企业不惜代价引进国外先进设备，如大连机车车辆厂引进德国6000W CO2激光器由于大型曲轴生产线等。与此同时，国产大功率CO2设备销售每年也成倍增长，生产线在各地相继发展起来。目前比较成功的例子有大连机车车辆厂由于机车曲轴、缸套、立簧片的生产线；西安内燃机厂柴油机缸套热处理生产线；北京内燃机及首都汽车公司的汽车发动机缸套生产线；长春第一汽车制造厂生产线。同时全国各地建立了不同规模的激光加工中心，为各行业机器零件进行热处理。