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氮化硼（BN）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(wěn)定相，WBN和CBN是高壓穩(wěn)定相，在常壓下是亞穩(wěn)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(huán)網絡，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），并且HBN顏色為白色所以向來有白石墨之稱。 由于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一樣，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，摩擦系數仍然維持在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于高溫鍛造，并且HBN的顏色為白色，不會污染鍛造制品，干凈且環(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并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并不理想，所以業(yè)者會在模具上再噴覆一層石墨，以加強鍛造時的潤滑效果。其中由于玻璃系防氧劑被覆與去除過程所使用的溶劑會對環(huán)境造成污染，所以這樣的制程并無法達到綠色生產的目標。建議以水溶性六方氮化硼來取代玻璃系防氧劑與石墨，由于玻璃系防氧劑本身價格也很高，所以改用六方氮化硼，生產成本并不會增加，但卻可以顯著改善鍛造廠的工作環(huán)境，并將鍛造產業(yè)帶入綠色生產產業(yè)的行列之中。 |