氮化硼(BN)在鍛造潤滑劑上之應用
金屬中心—沈鎮虎
氮化硼（BN）ㄧ共有三種結晶構造，分別是六方氮化硼（HBN），密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼（CBN）。WBN和CBN是由HBN在高溫、高壓下轉變而成，HBN在常壓是穩定相，WBN和CBN是高壓穩定相，在常壓下是亞穩相。雖然立方氮化硼（簡稱CBN），其硬度接近世界上最硬的金剛石，但是HBN卻具有類似石墨的層狀結晶結構（圖一），其晶體結構為每一層由B、N原子相間排列成六角環網路，層內原子之間由很強的共價鍵所結合，所以結構緊密；層間則為分子鍵結合，結合力弱，所以層間容易受側推剪力而互相滑動。（層內B-N原子間距0.142nm,彈性模量為910Gpa，而層間原子間距為0.335nm,彈性模量只有30Gpa），並且HBN顏色為白色所以向來有白石墨之稱。
石墨結構
HBN結構
圖一、HBN具有類似石墨的層狀結構
由於六方氮化硼具有類似石墨的層狀結晶結構，所以六方氮化硼也和石墨ㄧ樣，具有很好的潤滑性，和一般熱間鍛造常用的石墨潤滑劑相比較，六方氮化硼雖然價格偏高，但如圖二所示，石墨在使用溫度超過400度的時候，石墨的潤滑性能，將會急遽下降，但六方氮化硼在600℃時，摩擦係數仍然維持在0.2左右，潤滑性能受溫度的影響很小，所以可以看出六方氮化硼特別適用於高溫鍛造，並且HBN的顏色為白色，不會污染鍛造製品，乾淨且環保。
圖二、四種常用固態潤滑劑：六方氮化硼與石墨、二硫化鉬及滑石溫度
與摩擦係數關係的比較
目前在一些特殊合金的鍛造製程中（例如鈦合金鍛造），會在胚料本體被覆一層玻璃系防氧劑，以達到加熱過程中減少胚料氧化的效果並作為鍛造過程中的潤滑劑，但通常這些玻璃系防氧劑的潤滑效果並不理想，所以業者會在模具上再噴覆一層石墨，以加強鍛造時的潤滑效果。其中由於玻璃系防氧劑被覆與去除過程所使用的溶劑會對環境造成污染，所以這樣的製程並無法達到綠色生產的目標。本文建議如果能以水溶性六方氮化硼來取代玻璃系防氧劑與石墨，由於玻璃系防氧劑本身價格也很高，所以改用六方氮化硼，生產成本並不會增加，但卻可以顯著改善鍛造廠的工作環境，並將鍛造產業帶入綠色生產產業的行列之中。
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BN涂料是一种活性氮化硼的浓缩涂料。它有极好的性能，不黏结，与铝水不润湿，对与熔融铝、镁、锌合金及其融渣直接接触的材料表面可提供全面的保护。
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适用涂装方法是:刷涂、喷涂、浸涂、流涂。产品的悬浮性好，覆盖能力强，具有良好的使用性能，有机物含量低，发气量小。
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本产品是一种高纯石墨分散悬浮于水的石墨乳,
<br>应用范围：控制难熔金属(钨、钼、钍、铼等合金)的润滑剂，高温下铸压有色金属薄件的涂模剂，其它可作增加导电性能，高温隔热和化学惰性，高温润滑，也可以作为玻璃工业的脱模剂。
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铝及铝合金在熔化完毕，特别是在精炼之后，铝液表面上有一层很厚的浮渣，这些渣中有较多的金属铝，打渣剂的作用就是改变渣和铝的润湿性，增加渣和铝界面上的表面张力，使铝难以润湿渣，在有搅动的情况下，使铝液和渣有效分离，并使渣成为干性粉状渣，有效的降低渣中的铝含量，减少了扒渣时带出的铝液量，减少铝的损失，增加经济效益。
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本精炼钢剂为粉状颗料，是采用一个特制的精炼喷粉机，由载气（氮气或氩气）喷射到铝熔池底部，在铝液中形成无数气泡，在气泡由底部向上浮动过程中与铝熔液充分接触，通过物理和化学作用，把铝液中的气体和夹杂物带到铝液表面，达到同时除气除渣的目的。经过大量的应用已证明该类精炼剂对纯铝及铝合金除气除渣有显著的效果。
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有色金属型模系列涂料为水基涂料，适用于铝、镁、锌、铜合金低压及重力铸造铸件，性能分保温和润滑两大类，适合涂于模具的各部分。
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