由于注塑、擠出、壓延、模壓、層壓等工藝的迅速發(fā)展,相關(guān)行業(yè)對脫模劑長期都有很大的需求量。脫模劑其實(shí)是一種介于模具和成品之間的功能性物質(zhì),它能將固化成型的制品順利地從模具上分離開來,從而得到光滑平整的制品,并保證模具多次使用。
由于脫模劑會影響脫模零部件的表面特性,如光澤度、紋理復(fù)制、模具成型后加工(如模制件的粘接與噴涂)等,因此材質(zhì)的選擇也是有講究——如具有耐化學(xué)性,在與不同樹脂的化學(xué)成份接觸時(shí)不被溶解;以及要具有耐熱及應(yīng)力性能,不易分解或磨損。
脫模劑可分為有機(jī)脫模劑和無機(jī)脫模劑,其中氮化硼(BN)就屬于無機(jī)脫模劑中的佼佼者。以玻璃模具為例,其應(yīng)用較多的工藝潤滑材料傳統(tǒng)上會以石墨為基本材料,但目前氮化硼已經(jīng)成為了比它更好的潤滑材料選擇,在玻璃加工及制造非鐵金屬中常能見到。
玻璃模具潤滑脫模劑使用石墨的主要問題是,在454℃以上的高溫條件下,石墨可發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳而被消耗,而玻璃模具的工作溫度常常達(dá)到600~900℃,所以石墨脫模劑普遍存在消耗量大、潤滑膜易損的問題。
而氮化硼是一種精細(xì)陶瓷材料,具有與石墨類似的六方晶系層狀結(jié)構(gòu),各層之間沒有b-n鍵合,因此平面在彼此之間滑動,從而得到柔軟和潤滑的效果,有著“白石墨”之稱。而且它不僅脫模特性良好,同時(shí)兼具高溫穩(wěn)定性(在氧化氣氛下使用溫度為900℃)、化學(xué)穩(wěn)定性(不會對鋁、鐵、玻璃等起反應(yīng))、電氣絕緣性,所以以氮化硼替代石墨為主要潤滑材料就能完美解決上述問題。
氮化硼的脫模機(jī)制,主要是在模具與制品之間形成一層隔離膜,避免模具與制品的黏合,這樣一方面可以保護(hù)模具,并同時(shí)保護(hù)制品。目前常使用的方式是將氮化硼制成漿料(又稱氮化硼噴劑),用噴涂方式噴在模具上形成隔離膜。
目前,應(yīng)用較多的氮化硼脫模劑主要分為以下三大類:
此外,由于氮化硼可以抵御核反應(yīng)堆的中子輻射,在惰性氣氛中分解溫度高達(dá)2500℃,在極端條件下表現(xiàn)出的優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,因此氮化硼脫模劑在金屬鑄造熔煉焊接中也多有應(yīng)用,具體如下:
①氮化硼可以制成氮化硼分離環(huán)用于鋼鐵的水平連鑄。六方氮化硼在1800℃對碳和一氧化碳是非常穩(wěn)定的,也不受鋼鐵中溶融的玻璃、硅、硼、非氧化物爐渣、熔鹽(硼砂、冰晶石)的腐蝕。
②氮化硼可以制成復(fù)合殼層用于鈦金屬的鑄造。鈦金屬的化學(xué)穩(wěn)定性差,在鍛造的高溫劇烈變形時(shí),金屬流動產(chǎn)生新鮮表面極容易發(fā)生粘模,造成鍛件和模具同時(shí)報(bào)廢。氮化硼脫模劑復(fù)合殼層涂覆于模具表面可避免鈦金屬與模具之間直接接觸。
③氮化硼還可用于焊接和爐內(nèi)釬焊工藝,能保護(hù)工件表面避免因焊渣的飛濺遭受破壞,在金屬焊接過程中也可以起到保護(hù)作用。
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