[发明专利]一种复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金及其制备方法

权利要求书

1.一种复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金，其特征在于，由按重量百分比计的如下元素组成：0.8-3.0％Li、3.0-6.0％Cu、0.2-3.0％Mg、0.2-1.5％Zn，0.1-0.15％Zr、0.1-1.0％Gd、0.1-1.0％Nd、0.1-1.0％Yb，余量为Al和不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金，其特征在于，所述杂质元素中，Fe、Si、Na、K和P的总量小于0.20％，其中各单项杂质元素含量小于0.10％。

3.一种根据权利要求1所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、根据合金的重量百分比称取原料，包括纯Al、Al-50Cu中间合金、Al-10Zr中间合金、Al-30Gd中间合金、Al-10Nd中间合金、Al-10Yb中间合金、纯Mg、纯Zn以及纯Li；熔炼前将除纯Li以外的原料以及浇铸所用模具均预热至180-220℃；

B、将合金原料进行熔炼，然后浇铸，得铸锭；

C、将所得铸锭进行均匀化处理；

D、将均匀化处理后的铸锭加工成圆锭，然后挤压成型；

E、将挤压成型所得的型材进行固溶处理；

F、将固溶处理后的型材预变形后再进行多级时效处理，即得到所述的高强韧性变形铝锂合金。

4.根据权利要求3所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，所述熔炼的具体步骤如下：

B1、将纯Al熔化后，在800-820℃依次加入Al-Zr中间合金、Al-Gd中间合金、Al-Yb中间合金及Al-Nd中间合金后搅拌均匀，接着在780-820℃保温8-10分钟后再搅拌一次；

B2、在780-800℃加入Al-Cu中间合金并搅拌均匀，搅拌后在740-800℃保温10-15分钟；

B3、在740-760℃加入纯Zn并搅拌均匀，搅拌后在730-760℃保温8-10分钟；

B4、在730-750℃加入纯Mg并搅拌均匀，搅拌后在710-750℃保温8-10分钟；接着在710-730℃精炼两次，完成精炼后撒上覆盖剂；

B5、加纯Li前在熔体上方通入氩气，710-730℃时加入Li，搅拌均匀，并在710-730℃保温5分钟；

B6、然后在710-730℃精炼三次，精炼完成后在710-730℃静置10-20分钟。

5.根据权利要求4所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤B4中，所述覆盖剂是质量比为1：5～1：3的LiF和LiCl混合溶剂；步骤B4和B6中，所述精炼采用的精炼剂为六氯乙烷。

6.根据权利要求4所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述浇铸温度为710-730℃。

7.根据权利要求3所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述均匀化处理为三级均匀化，温度和时间为：470-490℃保温10-15小时、500-520℃保温10-15小时、530-550℃保温2-4小时。

8.根据权利要求3所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤D中，所述挤压成型的条件包括：挤压温度为400-500℃，模具温度低于挤压温度25-30℃；挤压比为4:1-100:1。

9.根据权利要求3所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤E中，所述固溶处理为强化固溶，先在460-480℃保温0.25-0.5小时，再以1℃/min升温至520-540℃，再保温0.25-0.5小时。

10.根据权利要求3所述的复合添加多种稀土元素的高强韧性变形铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤F中，所述多级时效处理的条件为：室温预变形量为3-4.5％，低温预时效为90-100℃保温4-6小时；高温时效为145-155℃保温20-28小时，然后170-180℃保温6-8小时。