[发明专利]一种大深度承压壳体用铝锂合金及其制备方法

权利要求书

1.一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配料：按合金化学成分的质量百分比称料，并将除纯锂以外的其他原料投入熔炼炉中熔炼；在惰性气体保护下加入高纯锂锭，熔炼温度为730-780℃，熔化 后形成熔体；在所述熔体表面撒覆盖剂，除气除渣精炼后，将铝液注入中间包，同时向熔体深度3/4处通入氩气精炼30-60min；合金包括如下质量百分比的金属原材料：Li 1.2-1.5%、Cu 3.6-4.8%、Mg0.4-1.0%、Ag 0.5-0.8%、Zr 0.12-0.18%、Mn 0.2-0.4%、Zn 0.6-0.9%、Si ≦0.04%、Fe ≦0.6%、Ti ≦0.08%、余量为Al；

（2）喷射成形制备合金锭坯：熔体精炼后，转入漏包进行电磁搅拌；将漏包中的液态金属在惰性气氛中雾化，形成半固态喷射流，通过控制喷射成形设备的工艺参数，使半固态喷射流沉积到接收盘上，凝固形成铝锂合金锭坯；

（3）挤压：将步骤(2)中得到的铝锂合金锭坯车掉氧化皮，得到铝锂合金喷射光锭，然后将铝锂合金喷射光锭回炉保温，保温温度为420-460℃，保温8-24h得到初品，将初品通过热加工挤压致密化，得到挤压棒材；

（4）锻造镦粗：将挤压棒材去除缩尾，车平挤压棒材端面以及倒圆角后，将挤压棒材回炉保温，保温温度控制为430-500℃，保温至少10 h；然后使用锻压机将挤压棒材进行下压镦粗，轴向下压至原高度的1/2时，进行滚圆处理；

（5）反向挤压：经镦粗后采用反向挤压机获得孔径不大于430 mm的反向挤压管材，反向挤压前挤压棒材在温度440-480℃之间保温至少10 h；其中，反向挤压机包括油压锻造机、安装在油压锻造机上的冲头以及设置在所述冲头正下方的反挤压模具；

（6）热处理：将反向挤压管材依次进行固溶、预变形和时效处理；

热处理具体包括以下步骤：

S01：固溶处理：将反向挤压管材加热至500-520℃，保温至少5h，使用50℃-80℃水进行淬火处理；

S02：将步骤S01中经过固溶处理的反向挤压管材进行预变形，变形量为3-6%；

S03：将步骤S02得到的反向挤压管材在140-170℃下保温15-40 h，随后出炉空冷；

（7）去应力时效：将经过热处理的反向挤压管材放到振动平台上，进行振动时效。

2.根据权利要求1所述的一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，所述的覆盖剂为LiCl和KCl的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中电磁搅拌的电磁场参数为：频率为10-15 Hz，线圈匝数为100-200。

4.根据权利要求1所述的一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤(2)中喷射成形设备的工艺参数为：喷射成形雾化气体选用高纯氩气，雾化压力0.5-1.5MPa，雾化温度为600-900℃，接收盘转速为20-60 rpm，接收盘下降速度为1-5 mm/s，接收距离300-500mm；喷射成形的沉积室采用氩气保护，喷射过程中保持氩气压力为0.5-1.5个大气压。

5.根据权利要求1所述的一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤(4)中镦粗工序的下压量为10-30 mm，下压速度不高于3 mm/s。

6.根据权利要求1所述的一种大深度承压壳体用铝锂合金的制备方法，其特征在于，步骤(5)中反向挤压的工艺参数为：反向挤压温度为440-480℃，冲头速度不高于3 mm/s，下压量为400-500 mm。