1、预涂覆+激光合金化
在预先覆层上进行激光合金化，已进行过大量研究。覆层材料通常采用Ni基、Co基或Fe基材料，也有添加陶瓷材料。基材可选用普通碳或铸铁，也可选用Al合金、Ti合金及Ni基高温合金。
这种复合表面工程技术主要问题是制备的覆层材料易产生空隙及裂纹。目前，这方面的研究已取得了进展，一旦突破，将凸现巨大的工程应用价值。
2、渗碳+激光相变硬化
对合金钢先进行渗碳处理，使碳呈梯度分布，然后进行激光相变硬化处理。复合处理使硬化层分为3个区：第一区为表层完全淬硬区，第二区为过渡层，第三区为高温回火区。
3、激光快速熔凝+退火
先用激光快速熔凝对球铁材料处理，然后在750℃石墨化退火，使快速凝固共晶渗碳体亚稳相部分转变为石墨，制得既含硬质耐磨快速凝固共晶渗碳体又含弥散石墨的新型铁基多相耐磨材料，通过改变退火时间来调节渗碳体和石墨的相对量，是理想的摩擦学材料。
4、渗硼+激光重熔处理
渗硼可在金属表面获得具有特殊物理性能的硼化物层。但表面硼化物属金属间化合物，脆性大，在冲击载荷下易产生裂纹和剥落。激光重熔处理可使渗硼层的相对脆性降低71.3%。通过改变渗硼层的结构，消除FeB和渗层内的缺陷，改善界面结合强度和适当降低表层硬度，从而使硼原子得到重新分布，降低了脆性。
5、激光淬火+激光冲击强化
球铁经激光淬火后再复合激光冲击强化，各项力学性能均比单纯激光淬火有较大提高。
预计上述复合表面工程技术将由于市场需求而得到较大的发展。
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