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氮化硼（BN）共有三种结晶构造，分别是六方氮化硼（HBN），密排六方氮化硼（WBN）和立方氮化硼（CBN）。WBN和CBN是由HBN在高温、高压下转变而成，HBN在常压是稳定相，WBN和CBN是高压稳定相，在常压下是亚稳相。虽然立方氮化硼（简称CBN），其硬度接近世界上最硬的金刚石，但是HBN却具有类似石墨的层状结晶结构（图一），其晶体结构为每一层由B、N原子相间排列成六角环网络，层内原子之间由很强的共价键所结合，所以结构紧密；层间则为分子键结合，结合力弱，所以层间容易受侧推剪力而互相滑动。（层内B-N原子间距0.142nm,弹性模量为910Gpa，而层间原子间距为0.335nm,弹性模量只有30Gpa），并且HBN颜色为白色所以向来有白石墨之称。 由于六方氮化硼具有类似石墨的层状结晶结构，所以六方氮化硼也和石墨一样，具有很好的润滑性，和一般热间锻造常用的石墨润滑剂相比较，六方氮化硼虽然价格偏高，但如图二所示，石墨在使用温度超过400度的时候，石墨的润滑性能，将会急遽下降，但六方氮化硼在600℃时，摩擦系数仍然维持在0.2左右，润滑性能受温度的影响很小，所以可以看出六方氮化硼特别适用于高温锻造，并且HBN的颜色为白色，不会污染锻造制品，干净且环保。 目前在一些特殊合金的锻造制程中（例如钛合金锻造），会在胚料本体被覆一层玻璃系防氧剂，以达到加热过程中减少胚料氧化的效果并作为锻造过程中的润滑剂，但通常这些玻璃系防氧剂的润滑效果并不理想，所以业者会在模具上再喷覆一层石墨，以加强锻造时的润滑效果。其中由于玻璃系防氧剂被覆与去除过程所使用的溶剂会对环境造成污染，所以这样的制程并无法达到绿色生产的目标。建议以水溶性六方氮化硼来取代玻璃系防氧剂与石墨，由于玻璃系防氧剂本身价格也很高，所以改用六方氮化硼，生产成本并不会增加，但却可以显著改善锻造厂的工作环境，并将锻造产业带入绿色生产产业的行列之中。 |