[科普中国]-镉青铜

简介

以镉作为主要合金元素的特殊青铜。有时还加入0.35%～0.65%铬。高温时镉与铜形成a固溶体，随温度降低，镉铜中固溶度急剧下降。由于镉含量低，析出相质点强化效果很弱，因此，合金不能通过热处理时效硬化，只能采用冷变形加工获得强化。有高强度、高硬度、良好的耐磨性和耐热性。良好的导电性和导热性。易于压力加工，镉的挥发物有毒。熔融法制备。熔炼时要注意防护。国产镉青铜牌号有QCd1。镉青铜材料有板、带、棒、线四种。1

性能物理性能液相线温度：1076℃；固相线温度：1040℃；热导率：20℃时345W/（m.℃）；比热容：376.81J/（kg.℃）；密度：8400kg/m3。

化学性能抗氧化性能：类似纯铜；耐腐蚀性能；类似纯铜，抗电蚀性能优于纯铜。

工艺性能1、熔炼与铸造工艺。合金通常采用工频有芯感应炉熔炼，熔池用经煅烧木炭覆盖。在用磷铜预脱氧后镉以Cu-Cd中间合金形式加入。镉烟对人体有害，应尽可能减少镉氧化挥发。用烟灰覆盖半连续铸造条件下铸锭，铸造温度为1230～1270℃。

2、成形性能。合金具有良好冷、热加工性能。能承受热挤、热轧、热弯、锻造和多种形式冷变形加工，变形率可达90%以上。

3、焊接性能。合金焊接性能良好，易于熔焊、钎焊，也可进行闪光焊和点焊。

4、切削加工与磨削性能。合金切削加工性为易切削黄铜HPb63-320%。2

主要用途镉青铜材料有板、棒、线三种，它们有高导电性和导热性，良好耐磨性，减磨性，耐蚀性和加工性，广泛用于制造电工装置导电、耐热、耐磨零件。主要用途有：电机整流子、开关元件，弹簧接点，波导腔，较高强度传输线，接头及接触焊机电极和滚轮等。3

与铬青铜的区别Cr及Cd均可与铜形成固溶体，而且其固溶度随着温度的下降而显著减少，因此，它们都有沉淀硬化作用。这两类青铜有高的强度和硬度，抗磨、耐热，电导率与热导率高，加工成形性能好，是制造导电、耐磨零件的好材料。镉是一种对人体有害的元素，在熔炼时应注意防护其蒸气对人的危害。镉含量低的Cu-Cd合金时效硬化效果很小，没有实际生产意义。

镉青铜多用于板、棒、线三类，有高的导电性和导热性，良好的耐磨性、减摩性、耐蚀性和加工性，多用于电机整流子等。

铬青铜多用于板、棒、线三类，在室温及400℃以下均具有较高的强度和硬度，导电性和导热性好，耐磨性和减磨性好，多应用于电机整流子和电焊机电极，以及其它在高温要求高强度、硬度、导电性和导热性的零件等，还可制成双金属用于刹车盘和圆盘。2

镉青铜生产的防护措施镉青铜是一种具有高层电性、导热性.且有良好的耐磨性的金属材料，它的抗腐蚀性能也很好，因此常用于制作常温或高温下工作的高层电、耐磨的零件，是国防军工部门需用的重要有色金属材料之一。但在镉青铜生产过程中，由于镉的沸点低（767℃），在1250℃熔炼温度下形成红黄色的氧化镉，烟尘自电炉内逸出，冷凝后变为很微细的颗粒物质，大部分属于微尘，在可呼吸的范围内。

一、锦的环境污染及防护：

1、镉的环境污染：

含镉粉尘进入大气可污染水源，对人、畜造成直接危害，农作物也可受到污染。

2、对人体的危害：

人在吸入高浓度镉烟或粉尘时，会引起头痛、头晕、恶心、呕吐、腹泄、发烧等慢性中毒。可导致骨质疏松。据资料报道：镉中毒可引起贫血、心血管疾病、高血压等。

3、允许浓度：

国家规定工作地点氧化镉的的允许浓度为0.1mg/m3。

4、防护：

生产中使用镉铜中间合金，不用纯镉以减少挥发。同时采用密闭罩.布袋收集，高空稀释排放。

二、锦青铜的通风收尘及高空稀释排放

在镉青铜生产车间采用密闭罩，经过一级或二级布袋收尘，最后经60m烟囱高空稀释排放。据介绍，在美国高空稀释排放已不是技术间题，而是政府规定的法令，即烟囱高度为100m。其布袋效率也达到了99.99%。在我国，由于材质等问题，还不可能达到如此高的效率。因此，高空稀释排放就成为技术上解决污染的关键措施。

1、排风罩

镉青铜是在高频电炉中熔炼的，在生产过程中产生热、含镉烟和氧化镉粉尘，影响了工人的工作环境。熔练时要人工不断进行搅拌、浇铸等，排风罩就成为不可缺少地一种生产防护措施，其形式要求加料方便，维修方便，浇涛方便。多年来，出现过许多种形式的排风罩。在此稍作比较：

（1）炉口槽边抽风罩

罩体固定的炉口上，罩口面积小，抽风量小.罩子与风管做成与炉体同轴的旋转接头，符合加料方便，浇铸方便，维修方便的要求。缺点是：在操作过程中，必须经常打开炉盖，而炉内沸腾的铜水极易溅出造成人员伤害。同时，溅出的铜水会导致炉口上方的排烟罩堵塞。罩口风速设计过小，则高温烟气易垂直向上扩散，达不到排烟的目的。风速过大，又易使炉温下降，降低热效率，还会将一些原料抽走，造成损失。所以，不久便遭淘汰。

（2）回转式上吸罩

罩口离炉体约0.8m，炉体启出炉台0.5m，罩口实际离炉台1.3m。工人操作时，罩子推开一些，对排炉口烟气同样有效，这种罩子可随意旋转，旋转轴在风管上，操作使用都方便，最受操作者欢迎，现已使用多年。

2.收尘方式

有效控制微粒的方法和设备正在发展之中，解决的途径有两个方面：（1）微粒粗化：如利用凝聚、凝结原理，使细小颗粒变粗，然后用现有除尘设备收集起来。（2）改进现有除尘设备或研制新型设备，提高微粒的收集效果。目前普遍选择的几种收尘方式为：（1）电收尘（2）湿式收尘（3）布袋收尘。

电收尘捕集粉尘时，粉尘比电阻值对电收尘效果影响很大。根据比电阻的大小，可以把粉尘分成三类：

（a）粉尘比电阻 小于等于103~104欧姆-厘米，称为低电阻粉尘。因此这类粉尘不易被电收尘器捕集。

（b）当粉尘比电阻在 =104~1010欧姆-厘米时，捕集率高，属于可收集的范围内。

（c）粉尘比电阻 >1010欧姆-厘米时，称为高电阻粉尘。由于这类粉尘在阳极表面吸附得很紧，故不利于排尘。

各类湿式收尘器：氧化镉粉尘用湿式收尘器收尘效果还是比较好的，曾用文管式湿式收尘器收集过氧化镉粉尘。但含镉污水的处理却很因难，因此也不宜选用。这样，布袋收尘器的使用就被认为是最佳选择。为了减少布袋损坏，避免频繁更换布袋，我们采用较小的过滤速度，将布袋的型号选大些。一般选用LMNI一144型布袋收尘器，二级收尘。过滤速度为15~25（m/min），过滤风量大20790~39600（m3/h）。

3.烟囱高度：

烟囱高度可由计算得出，选用100m高的烟囱较为理想，但要用钢筋混凝土结构，选用60m高的烟囱也能达标，后者可以用砖砌筑。3