[发明专利]一种铝锂中间合金的制备装置

说明书

本发明涉及一种AlLi5中间合金的制备装置，属于铝合金冶炼技术领域，解决了现有技术中铝锂中间合金熔炼过程中成分不均匀和冷却过程中容易氧化等问题。本发明的制备装置包括熔炼单元、金属锂供送单元和氩气供送单元；金属锂供送单元设于熔炼单元的上方且与熔炼单元连通；氩气供送单元通过第一支管与熔炼单元连通，氩气供送单元通过第二支管与金属锂供送单元连通；金属锂供送单元包括储料斗和输料管，输料管的一端与储料斗连通，另一端延伸至倾转坩埚内；利用氩气供送单元向储料斗内喷吹氩气，氩气和金属锂一起进入倾转坩埚内并与铝液混合。本发明避免了直接使用金属锂制备AlLi5中间合金的成分烧损问题，以提高铝锂中间合金成分均匀性。

技术领域

本发明涉及铝锂中间合金冶炼技术领域，尤其涉及一种铝锂中间合金的制备装置。

背景技术

航空航天工业的发展对轻型优质合金的需求越来越多，具有低密度、高弹性模量的新型合金也越来越受到科技工作者的关注，金属锂作为自然界中密度最小(0.5g/cm3)的一种金属则一直受到工程技术人员的重视。但由于金属锂本身熔点低(180℃)、易氧化等特点，其无法直接应用于工业生产，必须通过合金化方法将其添加到其它金属中，通过形成金属间化合物的方法达到提高材料性能的目的。

铝合金作为航空航天工业中应用非常成熟的一种合金，在添加锂元素后密度可以降低十分之一到百分之一，从而提高材料比强度。但金属锂与铝合金密度差异较大且性质活泼，直接在铝合金中加入金属锂容易引起烧损和成分不均匀等问题。

为此工业上多通过真空感应熔炼的方式减少锂元素的烧损，但真空感应熔炼除存在中间合金成分不均匀(熔炼过程中锂漂浮在合金表面)问题外，为降低氧化中间合金锭必须冷却至300℃以内才能破空，对生产效率有很大影响。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种铝锂中间合金的制备装置，用以解决现有铝锂中间合金熔炼过程中成分不均匀和冷却过程中容易氧化的技术问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种AlLi5中间合金的制备装置，包括熔炼单元、金属锂供送单元和氩气供送单元；所述金属锂供送单元设于熔炼单元的上方且与所述熔炼单元连通；所述氩气供送单元通过第一支管与熔炼单元连通，所述氩气供送单元通过第二支管与金属锂供送单元连通；

所述熔炼单元包括真空复合熔炼炉，所述真空复合熔炼炉内设有倾转坩埚；所述金属锂供送单元包括储料斗和输料管，所述输料管的一端与储料斗连通，另一端从真空复合熔炼炉的炉顶进入并可延伸至所述倾转坩埚内；

利用氩气供送单元和第二支管向储料斗内喷吹氩气，氩气带动储料斗内的金属锂通过输料管进入倾转坩埚内并与铝液混合。

在一种可能给的设计中，所述输料管采用可旋转中空石墨棒，所述可旋转中空石墨棒的顶部与储料斗连通，所述可旋转中空石墨棒的底部延伸至倾转坩埚底部的铝液中，所述可旋转中空石墨棒的底面位于距倾转坩埚底部1/3处；

所述可旋转中空石墨棒的底面上设有出料口，氩气及金属锂通过所述出料口进入到铝液中。

在一种可能给的设计中，所述可旋转中空石墨棒的底部设有涡轮叶片，所述涡轮叶片用于搅拌金属液。

在一种可能给的设计中，所述金属锂输送单元还包括中空隔离圆筒，所述中空隔离圆筒的内径大于所述可旋转中空石墨棒的外径，所述中空隔离圆筒套设于所述可旋转中空石墨棒的外侧，所述中空隔离圆筒的顶面与储料斗固定连接，所述中空隔离圆筒的底面延伸至倾转坩埚内的铝液中；所述可旋转中空石墨棒与中空隔离圆筒之间的金属液浸没区域为第一区域；所述中空隔离圆筒与倾转坩埚内壁之间的金属液浸没区域为第二区域；