[发明专利]一种铝锂中间合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金制备方法，具体涉及一种铝锂合金的制备方法。

背景技术

锂是自然界最轻的金属元素，密度仅为0.534g/cm³，把金属锂作 为合金元素加到金属铝中，就形成了铝锂合金。与常规铝合金相比， 铝合金在降低合金比重的同时，还可以提高刚度，同时保持较高的强 度、较好的耐腐蚀性、抗疲劳性和适宜的延展性。

如果采用铝锂合金取代传统铝合金制造波音飞机，飞机重量可以 减轻14.6％，制造成本下降2.1％。每架飞机的燃料可以节省5.4％，每 年的飞行费用将降低2.2％。因此，铝锂合金被认为是航空航天最理想 的结构材料。据报道，美国铝业公司，雷诺兹金属公司、英国加拿大 铝业公司、法国普基铝业公司和俄罗斯乌拉尔冶金厂等都在工业规模 地批量生产铝锂合金材料，用于航空航天工业。我们国家也可以生产 工业生产应用的铝锂合金材料。

在现有技术中，制备铝锂合金时，对掺法是比较常用的方法，即 向铝液中加入金属锂块，然后配制铸成一定浓度铝锂合金，该方法虽 然简单，但是由于金属锂密度小、活性强，所以烧损率高达10～18％ 之间，因此难以制取成分均匀稳定的铝锂合金。

中国专利CN86108948A公开了一种铝锂中间合金的生产方法， 在该方法中采用纯净的氯化锂作为电解质，液态铝作为阴极，然后在 电流密度为1.2A～3A/cm²、电解温度为740℃～850℃的条件下制备铝 锂中间合金，在电解过程中每隔10分钟搅拌电解液。虽然该方法可以 制备锂含量15％以下的铝锂中间合金，但该方法操作过程复杂，因此 也不容易制备质量稳定的铝锂中间合金。

本发明人经过研究发现，如果在制备锂金属液后，将该锂金属液 直接与铝金属液混合，可以避免锂的烧损，然后通过控制铸造条件， 制备成分均匀的铝锂中间合金。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种可以制备成分均匀的铝锂 中间合金的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种铝锂合金的制备方法，包 括步骤：

制备锂金属液；

将所述锂金属液和铝金属液送入半连续铸造机的熔炼炉混合；

将所述混合后的金属液从所述熔炼炉送入半连续铸造机的结晶 器内铸锭，铸锭时，结晶器内磁场强度为0.01T～0.05T、铸造温度为 700℃～900℃。

优选的，所述铸锭时的铸造速度为50mm/min～150mm/min。

优选的，所述制备锂金属液具体为：

采用熔盐电解法或真空还原法制备锂金属液。

优选的，所述将所述锂金属液和铝金属液送入半连续铸造机的熔 炼炉混合具体为：

将所述锂金属液和铝金属液通过设置在所述熔炼炉内混合装置 进行混合。

优选的，所述混合装置包括：

设置在所述熔炼炉内的两个位置相对的第一流槽和第二流槽，所 述第一流槽的出料口设置在第二流槽的出料口的上方，所述锂金属液 和铝金属液分别经由第一流槽和第二流槽在熔炼炉内混合。

优选的，所述混合装置包括：

设置在所述熔炼炉内的两个位置相对的第一流槽和第二流槽，所 述第一流槽的出料口设置在所述第二流槽的出料口的下方，所述锂金 属液和铝金属液分别经由第一流槽和第二流槽在熔炼炉内混合。

本发明还提供一种在上述技术方案所述的制备方法中使用的半 连续铸造机，包括熔炼炉和设置在熔炼炉下方的铸造部，所述熔炼炉 内设置有混料装置。

优选的，所述混料装置包括设置在所述熔炼炉内的两个位置相对 的第一流槽和第二流槽，所述第一流槽的出料口设置在第二流槽的出 料口的下方。

优选的，所述熔炼炉顶部设置有分别与第一流槽和第二流槽连接 的第一进料口和第二进料口。

优选的，所述第一流槽和第二流槽为耐火材料制成。