Покрытия из нитрида бора обладают превосходной термической и химической стойкостью. Нитрид бора не смачивается расплавленными сплавами алюминия и магния. Нитрид бора в подходящем виде имеет форму шестиугольных чешуек, схожих с графитом.
Керамические покрытия уже много лет используются для изменения поверхностных свойств огнеупорных материалов при работе с расплавленными цветными металлами, такими как алюминий и его сплавы, магний и его сплавы, а также цинк и его сплавы.
Эти покрытия обычно содержат нитрид бора, который обладает свойством не смачиваться и не прилипать к расплавленному металлу и его шлаку. Обычные методы позволяют получить слой, состоящий в основном из нитрида бора, который сочетается с оксидом алюминия, силикатом магния, силикатом магния и алюминия, фосфатом алюминия или другими совместимыми связующими веществами. Толщина таких покрытий обычно составляет от 0,003 до 0,010 дюйма (от 0,08 до 0,25 мм).
Керамическая подложка, покрытая такими покрытиями, может представлять собой практически полностью плотный огнеупорный материал, но, как правило, имеет волокнистую структуру, например, представляет собой легкий материал для вакуумной формовки. Покрытие имеет широкий спектр применения и может наноситься на подложки различной плотности и состава. Основная проблема покрытий из нитрида бора заключается в том, что они представляют собой довольно мягкие материалы. Эта особенность приводит к тому, что расплавленный металл перемещается по поверхности с покрытием, что в конечном итоге ведет к износу и коррозии. Удаление покрытия приведет к смачиванию и прилипанию шлака, а также к ухудшению течения расплавленного металла в корыто и желоб.
В пресс-форме и других участках по мере износа нитрида бора качество поверхности постепенно ухудшается. Эту ситуацию устраняют путем регулярного нанесения нового покрытия на керамические детали с целью восстановления слоя нитрида бора. Однако нанесение нового покрытия — это трудоемкий, длительный и дорогостоящий процесс.
Одним из возможных решений проблемы коррозии является нанесение более толстого покрытия из нитрида бора. К сожалению, толстые покрытия необходимо тщательно просушивать между слоями, иначе в базовом слое останется влага. При первом применении такая остаточная влага обычно приводит к расслоению или “отслаиванию” покрытия. Толстые покрытия также более подвержены образованию “грязевых трещин” после высыхания, что может привести к отслоению покрытия от основания в местах с плохой адгезией.
Еще одна проблема, связанная с толстыми покрытиями из нитрида бора, обусловлена разницей в тепловом расширении между подложкой и покрытием. Когда такие толстые покрытия подвергаются перепадам температуры, напряжение, вызванное этими различиями в тепловом расширении, становится более выраженным, что приводит к отслоению толстых покрытий. Из-за микротрещин и низкой когезии прочность толстых покрытий обычно ниже, чем у тонких. Кроме того, нанесение толстого покрытия отнимает у операторов много времени.
