六方氮化硼粉体:金属铸造脱模新力量

作者:氮硼科技 2026-01-05

在金属铸造领域,模具粘连、热应力开裂和脱模困难是长期困扰生产的三大难题。六方氮化硼(h-BN)粉体凭借其独特的物理化学特性,正成为解决这些痛点的关键材料。

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六方氮化硼粉体具有类似石墨的层状结构,但化学性质更稳定。其原子层间通过范德华力结合,形成低摩擦系数的润滑表面,摩擦系数可低至0.2-0.4。这种特性使其在高温下仍能保持润滑性,有效减少金属液与模具的直接接触。当铝合金液在660-750℃注入模具时,涂覆在模具表面的h-BN粉体能形成隔离层,避免金属液与模具基材发生反应生成金属间化合物,从而显著降低脱模阻力。

在耐高温性能方面,h-BN粉体展现出独特优势。在惰性气氛中,其耐温可达2500℃,在空气环境中也能稳定至1000℃。这种特性使其特别适用于高温铸造场景,如钛合金精密铸造时,模具表面温度常超过1500℃,传统脱模剂易分解失效,而h-BN粉体能持续保持润滑性。其低热膨胀系数特性还能有效缓解模具因温度波动产生的热应力,避免浇口等高温区域出现裂纹。

化学惰性是h-BN粉体的另一核心优势。该材料对酸、碱及熔融金属均表现出极强稳定性,与铝、镁、铜等常见铸造金属几乎不发生反应。在铝合金铸造中,传统石墨涂层易被铝液浸润导致模具腐蚀,而h-BN粉体能形成致密保护层,避免熔融金属渗透。这种特性也使其适用于复杂化学环境,如含硫、氯等腐蚀性元素的合金铸造。

在脱模效果方面,h-BN粉体展现出零残留特性。传统硅油类脱模剂易在铸件表面形成油膜,影响后续加工;石墨类材料则可能留下黑色痕迹。h-BN粉体在高温下分解产物为氮气和硼氧化物,不会残留固体杂质,铸件表面粗糙度可控制在极低水平,特别适用于光学镜片、航空航天部件等高精度铸造场景。

实际应用中,h-BN粉体可通过喷涂、掺混或等离子喷涂等方式使用。在汽车轮毂铸造中,采用h-BN复合涂层的模具寿命显著提升,脱模效率大幅提高;在薄壁件铸造中,使用h-BN纳米悬浮液脱模剂使良品率显著提升。这些案例验证了h-BN粉体在提升铸造质量、降低生产成本方面的显著效果。

从环保角度看,h-BN粉体无毒无污染,符合食品级和医疗行业要求。其制备过程不产生有害副产物,废弃物处理简单,是绿色制造的典型代表。随着高端制造业对材料性能要求的不断提升,六方氮化硼粉体正在从特种应用向常规铸造领域渗透,成为推动行业技术升级的重要力量。


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