氮化硼在高温脱模剂中的应用

一、氮化硼的润滑性

氮化硼问世于100多年前，其最早的应用多形体是作为高温润滑剂的六方氮化硼，简称：h-BN，或a-BN，或g-BN（即石墨型氮化硼），六方氮化硼绝对光滑，粉体之间摩擦系数非常低，其原子结构每一层都含有硼和氮，各层之间没有B-N键合，因此平面在彼此之间滑动，从而得到柔软和润滑的效果，非常适合作为高温脱模剂应用。

从应用场合或者说应用的下游产品体系来说，大体上有如下几种：

各种光学玻璃脱膜剂

金属成型的脱模剂和金属拉丝的润滑剂

冶金上用于连续铸钢的分离环等等。

图1 BN 原子结构示意图

二、氮化硼脱模剂优势

润滑性佳：特殊精细多种粉末调配，强力有效的附着于模具表面，形成极佳的润滑效果。

可延长模具寿命：有效降低模具损耗，并减少清理模具所需的时间，玻璃加工过程中能使玻璃制品的表面缺陷减至最低、让玻璃更容易脱模。

操作性佳：特殊喷雾配方，使用手工方式即可均匀涂布于模具表面（图2）。

耐高温：绝佳的耐热冲击能力，即使在温度1500℃时急速加热、冷却来回反复数次依然不会破裂，即使加热至2200℃仍可安心使用。

干燥速度快：特殊的速干配方，干燥速度快，提高生产效率，降低成本。

低的摩擦系数：摩擦系数u仅为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐高温，氧化气氛可用到800℃，真空下可用到2000℃。

良好的耐腐蚀性：与一般金属（铁、铜、铝、铅等），稀土金属，贵重金属，半导体材料（锗、硅、砷化钾），玻璃，熔盐（水晶石、氟化物、炉渣）、无机酸和碱等不发生反应。

可机械加工性：其莫氏硬度为2，所以可用一般机械加工方法加工成精度很高的零部件制品

三、氮化硼脱模剂在玻璃模具脱模中的应用

随着我国酒类、食品、饮料等行业迅速发展，对各类包装玻璃瓶罐的需求增加。行列式制瓶机已成为玻璃瓶生产的主流机型而广泛应用，并且行列式制瓶机的运行速度越来越快，对玻璃模具润滑脱模剂的要求越来越高。传统的玻璃模具润滑脱模方法采用手工涂抹或机械喷涂动植物油脂，一般效果不佳。

采用氮化硼润滑材料，明显提高了润滑脱模效果。目前，应用较多的氮化硼脱模剂主要分为以下三大类：

一类是以水为介质，加入高温粘合剂等助剂，制成水性润滑剂，一次性涂刷在模具表面，烘干成膜后使用。

另一类是以油为介质，加入助剂，制成油性润滑剂，在行列式制瓶机运行中不断涂刷或喷涂。

常用的一种氮化硼脱模剂是用氮化硼包覆高粘度矿物油，在乳化剂作用下掺水制成乳化油型玻璃模具润滑脱模剂。氮化硼∶油脂∶水=1∶4∶10，乳化剂用量为7wt%时，制得的乳化油脱模剂稳定性好，脱模性能好，并具有油膜薄、分布均匀的特点。使用氮化硼润滑脱模剂提高了制瓶的成品率，减少了润滑脱模剂的消耗，净化了生产环境。

氮化硼脱模剂还可应用于平板玻璃加工，能大幅改善作业环境和提高产品效率。特别用于弯曲玻璃加工上效果更为显著：

高难度之深弯

异型

热融

清光等。

四、氮化硼脱模剂在金属铸造熔炼焊接中的应用

六方氮化硼化学稳定性极好，可以抵御核反应堆的中子辐射，酸碱都影响不到它，在惰性气氛（氮气或氩气）中，分解温度高达2500℃，在极端条件下表现出的优异的化学稳定性。

六方氮化硼可以制成氮化硼分离环（图3）用于钢铁的水平连铸。六方氮化硼在1800℃对碳和一氧化碳是非常稳定的，也不受钢铁中溶融的玻璃、硅、硼、非氧化物炉渣、熔盐（硼砂、冰晶石）的腐蚀。

六方氮化硼可以制成复合壳层用于钛金属的铸造。钛金属的化学稳定性差，在锻造的高温剧烈变形时，金属流动产生新鲜表面极容易发生粘模，造成锻件和模具同时报废。氮化硼脱模剂复合壳层涂覆于模具表面可避免钛金属与模具之间直接接触。

六方氮化硼还可用于焊接和炉内钎焊工艺，能保护工件表面避免因焊渣的飞溅遭受破坏，在金属焊接过程中也可以起到保护作用。