欧盟、美国以及其他一些国家正在不断要求通过立法来减少汽车的温室气体排放量，对汽车行业来说，其面临的要求显著减轻产品重量的压力大大增加，这已经演变为一个全球性的趋势。同时，对性能和碰撞安全性的需求也不断增加。

　　过去为满足这些需求，已经大大增加了汽车的重量。在解决这些相互矛盾的要求的同时，还要考虑成本，这对研发来说是一个挑战，钢铁行业正在通过研发新产品以及改进加工技术，来助力于应对这一挑战。

　　在过去的十年中，热冲压车身部件技术已经从一种小众技术发展为目前应用高强度钢来减重所不可或缺的技术。通过将这一技术应用于高强度钢，使得车辆重量显著减轻。当然，钢铁制造商在锰硼钢领域的研发工作是一个先决条件。

　　新的挑战

　　从用户角度来看，越来越广泛地使用这些锰硼钢及其改进的涂层通常会对热冲压工艺链特别是对激光技术提出各种全新的挑战。与以前使用的冷冲压钢相比，锰硼钢所需要的加工条件不同，其不同的特性取决于每一处理步骤的碳含量，尤其是在热量的影响下，需要相应的工艺发展。

　　这涉及到使用激光器，从生产焊接锰硼钢板坯料（也就是Hotform坯料）开始。这些坯料由激光焊接生产，以不同的材料厚度大量制造，也可以与其他钢种组合。从冶金的角度来看，必须要提到因含碳量高和快速冷却而由马氏体形成引起的硬化效应。然而，这种硬化并不会给后续的热冲压处理带来破坏性影响，因为炉内温度高于奥氏体化温度（AC3）以及随后的冲压过程中模具的冷却速率，导致在整个部件生成了均匀的马氏体微观结构，包括激光焊接（图1）。不过，众所周知，边缘整理、几何精度和涂层是激光焊接质量的关键。

　　在上述热冲压钢的情况下，人们在炉中使用高熔点的铝硅（AS）涂层来保护钢。然而，这给激光焊接金属矿床带来不利影响，所以必须在焊接工艺之前移除涂层。在这种情况下，激光器已被证明是一个成功的高能率工具。在生产设备中，调Q激光器能够将涂层从坯料边缘完全移除。另外，激光诱导等离子体光谱（LIPS）工艺被用于质量监控。在这个过程中，脉冲长度在纳秒范围内的Nd ： YAG激光器轰击要去除涂层的坯料区域，并使用光谱法分析所产生的金属蒸汽等离子体以测定铝的含量。另一个可行的方法是在随后的激光焊接工艺中监测焊接等离子体。

　　其他途径

　　除了上述Hotform 坯料使用，热冲压其他方面也在不断发展，以满足碰撞所要求的功能强度。相关的工艺包括定制的回火（在模具中的冷却速度是变化的）和炉技术（模压淬火工艺允许有不同的初始温度）。这两个工艺会在部件中产生不同的微观结构区域（图2）。

　　另一种方法是在热冲压之后来产生这些不同的微观结构区域。其优点在于大大增加了部件配置的自由度。实现方法包括硬化未硬化的微观结构区域和软化已硬化的微观结构区域。在一个由德国联邦教育与研究部资助的名为“通过局部热处理薄板材以提高形成和功能特性”的项目中，这已被感应技术和激光技术有效地证实。激光材料处理采用线性二极管激光器，这种激光器也用于硬化高碳工具钢。这种配置能实现优质的3D功能和高表面处理速度。

　　在热冲压工艺链下游的步骤中，在大多数情况下需要对部件进行裁剪。由于传统机械微调操作中的高硬度和相应的高耐磨特性，所以应该在未硬化的微观结构区域进行这种操作。在以往这种操作通常不可行，但激光作为一个“无磨损”的工具已经被广泛证明是成功的，尽管产量较低。在其他应用比如切割坯料大小中，和使用机械压力相比，使用激光进行裁剪有很多优势：

　　● 投资成本更低；

　　● 每一部件成本更低；

　　● 开始生产时灵活性更高并可以小批量运行；

　　● 部件变化时设置时间更短；

　　● 优化的存储成本和批量大小；

　　● 在加工高强度钢时无磨损接触切割。

　　产量较低的主要原因是切割速度。为了弥补这个缺点，用户青睐各种具体的解决方案，从工艺与设备修改的并行处理到远程激光切割的新发展。

　　在热冲压锰硼钢工艺中，最后使用激光器的步骤是在焊接白车身（BIW）生产线上。在这里，激光焊接已经确立了和传统方法如电阻点焊并肩的地位。应该指出的是，在焊缝沉积区，高的冷却速度又导致马氏体的形成，从而决定了与部件硬化条件对应的硬度和强度级别。在焊接过程中，硬化的基体金属存在热输入是有问题的。这将导致热影响区域的回火效应，以及在部件设计时必须考虑的冶金缺口。图3是焊接硬化锰硼钢的激光束的硬度分布（MBW1500 + AS）。

　　总之，激光技术的使用给热冲压工艺链带来了高效的解决方案，极大地促进了热冲压的广泛使用。