雖然立方氮化硼(簡(jiǎn)稱(chēng)CBN),其硬度接近世界上最硬的金剛石,但是HBN卻具有類(lèi)似石墨的層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu),其晶體結(jié)構(gòu)為每一層由B、N原子相間排列成六角環(huán)網(wǎng)路,層內(nèi)原子之間由很強(qiáng)的共價(jià)鍵所結(jié)合,所以結(jié)構(gòu)緊密;層間則為分子鍵結(jié)合,結(jié)合力弱,所以層間容易受側(cè)推剪力而互相滑動(dòng)。(層內(nèi)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),并且HBN顏色為白色所以向來(lái)有白石墨之稱(chēng)。
由于六方氮化硼具有類(lèi)似石墨的層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu),所以六方氮化硼也和石墨一樣,具有很好的潤(rùn)滑性,和一般熱間鍛造常用的石墨潤(rùn)滑劑相比較,六方氮化硼雖然價(jià)格偏高,但石墨在使用溫度超過(guò)400度的時(shí)候,石墨的潤(rùn)滑性能,將會(huì)急遽下降,但六方氮化硼在600℃時(shí),摩擦系數(shù)仍然維持在0.2左右,潤(rùn)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,并且HBN的顏色為白色,不會(huì)污染鍛造制品,乾凈且環(huán)保。
目前在一些特殊合金的鍛造制程中(例如鈦合金鍛造),會(huì)在胚料本體被覆一層玻璃系防氧劑,以達(dá)到加熱過(guò)程中減少胚料氧化的效果并作為鑄造過(guò)程中的潤(rùn)滑劑,但通常這些玻璃系防氧劑的潤(rùn)滑效果并不理想,所以業(yè)者會(huì)在模具上再?lài)姼惨粚邮?,以加?qiáng)鑄造時(shí)的潤(rùn)滑效果。
其中由于玻璃系防氧劑被覆與去除過(guò)程所使用的溶劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染,所以這樣的制程并無(wú)法達(dá)到綠色生產(chǎn)的目標(biāo)。本文建議如果能以水溶性六方氮化硼來(lái)取代玻璃系防氧劑與石墨,由于玻璃系防氧劑本身價(jià)格也很高,所以改用六方氮化硼,生產(chǎn)成本并不會(huì)增加,但卻可以顯著改善鑄造廠(chǎng)的工作環(huán)境,并將鑄造產(chǎn)業(yè)帶入綠色生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的行列之中。