Efter mer \u00e4n tjugo \u00e5r av att ha valt ut sm\u00f6rjmedel och funktionella pulver f\u00f6r metallbearbetning, keramik och elektronik har jag kommit att betrakta bornitridpulver som ett av de material som i tysthet \u00f6vertr\u00e4ffar f\u00f6rv\u00e4ntningarna n\u00e4r man v\u00e4l b\u00f6rjar anv\u00e4nda det. M\u00e5nga kallar det ofta f\u00f6r \u201cvit grafit\u201d eftersom dess hexagonala kristallstruktur ser liknande ut p\u00e5 papper, men i praktiken beter det sig helt annorlunda \u2013 och oftast b\u00e4ttre \u2013 n\u00e4r temperaturen stiger eller n\u00e4r kolf\u00f6roreningar \u00e4r oacceptabla. Jag har genomf\u00f6rt tester, sett produktionslinjer byta till det och m\u00e4rkt skillnaden i formlivsl\u00e4ngd, ytkvalitet och processstabilitet. Det \u00e4r inte alltid det billigaste alternativet, men p\u00e5 r\u00e4tt st\u00e4llen betalar det sig.<\/p>\n
Hexagonalt bornitrid (h-BN) framst\u00e4lls genom att man l\u00e5ter boroxid eller borsyra reagera med ammoniak eller kv\u00e4ve vid temperaturer \u00f6ver 1400 \u00b0C. Det resulterande pulvret \u00e4r vitt, mjukt och plattliknande, med lager som glider l\u00e4tt \u00f6ver varandra. Denna skiktade struktur ger det utm\u00e4rkt sm\u00f6rjf\u00f6rm\u00e5ga, men till skillnad fr\u00e5n grafit f\u00f6rblir det stabilt i luft upp till cirka 1000 \u00b0C och i inerta atmosf\u00e4rer l\u00e5ngt \u00f6ver 1400 \u00b0C. Det \u00e4r ocks\u00e5 en elektrisk isolator och har en hyfsad v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga f\u00f6r att vara keramik \u2013 cirka 20\u201330 W\/m\u00b7K i plattornas plan. Dessa egenskaper tillsammans g\u00f6r det anv\u00e4ndbart d\u00e4r grafit skulle oxidera, tillf\u00f6ra kol eller orsaka elektriska problem.<\/p>\n
Vid varmformning och str\u00e4ngpressning har bornitridpulver blivit ett av mina favoritmedel f\u00f6r formavskiljning. Grafit fungerar bra vid m\u00e5ttliga temperaturer, men vid temperaturer \u00f6ver 700\u2013800 \u00b0C b\u00f6rjar det brinna upp och kan l\u00e4mna kvar rester som p\u00e5verkar ytfinheten. I ett aluminiumstr\u00e4ngsprutningsf\u00f6rs\u00f6k som jag var delaktig i j\u00e4mf\u00f6rde vi en standarddispersion av grafit och vatten med en 15 % h-BN-dispersion p\u00e5 samma 6061-legerings\u00e4mnen. Efter 4 000 \u00e4mnen uppvisade de grafitbelagda formarna synliga slitsor och beh\u00f6vde poleras, medan de h-BN-belagda formarna fortfarande hade sl\u00e4ta ytor och producerade delar med l\u00e4gre ytj\u00e4mnhet (Ra 0,8 \u00b5m j\u00e4mf\u00f6rt med 1,6 \u00b5m). h-BN minskade ocks\u00e5 den kraft som beh\u00f6vdes f\u00f6r extrudering med ungef\u00e4r 12 % i genomsnitt, vilket innebar l\u00e4gre pressenergi och mindre stillest\u00e5ndstid f\u00f6r byten av matriser.<\/p>\n
Vi s\u00e5g liknande f\u00f6rb\u00e4ttringar vid varmformning av rostfritt st\u00e5l vid 950 \u00b0C. En j\u00e4mf\u00f6rande test av 200 detaljer visade att formverktyg som sm\u00f6rjts med h-BN uppvisade 28 % mindre slitage, m\u00e4tt med profilometer efter k\u00f6rningen. Delarna blev ocks\u00e5 renare \u2013 inga m\u00f6rka grafitfl\u00e4ckar som ibland kr\u00e4ver extra reng\u00f6ringssteg. Nackdelen var kostnaden: h-BN-dispersionen var ungef\u00e4r 2,5 g\u00e5nger dyrare per liter, men den f\u00f6rl\u00e4ngda livsl\u00e4ngden p\u00e5 formarna och den minskade omarbetningen uppv\u00e4gde detta mer \u00e4n v\u00e4l f\u00f6r just det uppdraget.<\/p>\n
Inom keramik- och eldfastindustrin tills\u00e4tts ofta bornitridpulver som sintringshj\u00e4lpmedel eller som h\u00f6gtemperatursm\u00f6rjmedel i ugnsinredning. Jag har anv\u00e4nt det i kisel- och aluminiumoxidkompositer d\u00e4r vi beh\u00f6vde b\u00e4ttre bearbetbarhet efter sintring. Tillsats av 3\u20135 % fint h-BN (genomsnittlig partikelstorlek 5\u201310 \u00b5m) underl\u00e4ttade slipningen av de br\u00e4nda delarna utan att styrkan f\u00f6rs\u00e4mrades n\u00e4mnv\u00e4rt. I en intern j\u00e4mf\u00f6relse kr\u00e4vde de h-BN-inneh\u00e5llande satserna 18 % kortare slipningstid p\u00e5 en diamantskiva j\u00e4mf\u00f6rt med kontrollsatsen, och kantflisningen minskade m\u00e4rkbart.<\/p>\n
V\u00e4rmehantering \u00e4r ett annat omr\u00e5de d\u00e4r materialet visar tydliga f\u00f6rdelar. Inom elektronikbranschen anv\u00e4nds h-BN som fyllmedel i v\u00e4rmeledande gr\u00e4nssnittsmaterial och ingjutningsmassor, eftersom det leder v\u00e4rme samtidigt som det \u00e4r elektriskt isolerande. I en enkel laboratoriej\u00e4mf\u00f6relse som vi genomf\u00f6rde f\u00f6r n\u00e5gra \u00e5r sedan n\u00e5dde ett silikonfett fyllt med 30 %-aluminiumoxid cirka 1,1 W\/m\u00b7K. Samma bas fylld med 30 % % h-BN (st\u00f6rre pl\u00e4ttform) n\u00e5dde 2,4 W\/m\u00b7K under identiska testf\u00f6rh\u00e5llanden med hj\u00e4lp av en skyddad v\u00e4rmefl\u00f6desm\u00e4tare. H-BN-versionen f\u00f6rblev ocks\u00e5 mjukare vid l\u00e5ga temperaturer, vilket f\u00f6rb\u00e4ttrade kontaktmotst\u00e5ndet p\u00e5 oj\u00e4mna ytor.<\/p>\n
Naturligtvis \u00e4r bornitrid inget mirakelmedel. Det kostar mer \u00e4n grafit eller talk, och mycket fina kvaliteter kan vara dammiga och kr\u00e4ver god ventilation vid hantering. I vissa metallbearbetningstill\u00e4mpningar d\u00e4r extremt h\u00f6gt tryck kr\u00e4vs kan molybdendisulfid eller specialiserade syntetiska sm\u00f6rjmedel fortfarande \u00f6vertr\u00e4ffa det rent vad g\u00e4ller friktionskoefficienten. Partikelstorlek och renhet spelar stor roll \u2013 grovare kvaliteter ger b\u00e4ttre lossning men s\u00e4mre spridning, medan h\u00f6grenhetskvaliteter \u00e4r avg\u00f6rande f\u00f6r elektronik eller kosmetika.<\/p>\n
Erfarenheten visar att de b\u00e4sta resultaten uppn\u00e5s genom att anpassa materialkvaliteten efter uppgiften. Vid varmformning av metall f\u00f6reskriver jag vanligtvis plattor p\u00e5 10\u201320 \u00b5m med god flytbarhet. F\u00f6r termiska fyllmedel eller kosmetika fungerar kvaliteter under 10 \u00b5m eller till och med under mikronniv\u00e5 med kontrollerad ytarea b\u00e4ttre. G\u00f6r alltid ett ordentligt test p\u00e5 din faktiska utrustning och dina material ist\u00e4llet f\u00f6r att f\u00f6rlita dig p\u00e5 generiska datablad. I de fall d\u00e4r vi har gjort det har bornitridpulver upprepade g\u00e5nger gett m\u00e4tbara f\u00f6rb\u00e4ttringar i verktygslivsl\u00e4ngd, energianv\u00e4ndning eller produktkvalitet som motiverat den h\u00f6gre materialkostnaden.<\/p>\n
Det kommer aldrig att ers\u00e4tta alla andra sm\u00f6rjmedel eller fyllnadsmaterial, men n\u00e4r processen inneb\u00e4r h\u00f6ga temperaturer, krav p\u00e5 renhet eller behov av elektrisk isolering i kombination med v\u00e4rmeprestanda har bornitridpulver f\u00f6rtj\u00e4nat en fast plats i min verktygsl\u00e5da. Nyckeln \u00e4r fortfarande densamma som f\u00f6r alla specialmaterial: f\u00f6rst\u00e5 vad det faktiskt g\u00f6r under dina specifika f\u00f6rh\u00e5llanden, testa det ordentligt och anv\u00e4nd det d\u00e4r prestandavinsterna \u00e4r verkliga snarare \u00e4n antagna.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
After more than twenty years specifying lubricants and functional powders for metal forming, ceramics, and electronics, I\u2019ve come to treat […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"set","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ngg_post_thumbnail":0,"footnotes":""},"categories":[11],"tags":[],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329"}],"collection":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=329"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":330,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/329\/revisions\/330"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=329"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=329"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/boronnitrideceramic.com\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=329"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}