[发明专利]一种航天用铝锂合金及利用铝锂合金制备型材的方法

说明书

一种航天用铝锂合金及铝锂合金型材制造方法，涉及一种铝锂合金及铝锂合金型材制造方法。目的是解决生产铝锂合金难度大和铝锂合金的强度低的问题。铝锂合金由Mg、Li、Ti、Zr和Al组成；Mg：5.5％～6.5％、Li：2.2％～2.5％、Ti：0.03％～0.12％、Zr：0.15％～0.20％、Zr+Ti≤0.25％和Al为余量。方法：称取原料、制备铝合金熔液、精炼、喷射成形、切成短棒、盲模挤压、热挤压、淬火、拉伸矫直和时效处理。本发明喷射进行成形解决了铝锂合金生产难度大和质量差的问题，抗拉强度达485Mpa，规定非比例延伸强度达345Mpa，断后伸长率达10.0％；盲模挤压能够使铸锭更加致密。

技术领域

本发明涉及一种铝锂合金及铝锂合金型材的制造方法。

背景技术

随着我国航天事业的发展，铝合金不断发展，铝合金的制造方法也得到优化和改进；但是现有的铝锂合金工艺生产存在难度大和生产的铝锂合金的强度低的问题；

由于铝锂合金比较活泼，铸造装置通常采用真空炉，铸造过程中依然需要采用气体保护，生产装备复杂，操作难度大，铸造的合金质量很难得到保证。现有铝锂合金多采用传统的铸造工艺，由于铝锂合金相对活波，很容易氧化，现有铸造过程中铝锂合金熔体需要经过流槽和结晶器等装置，虽然有气体保护，但还是很难保证铝锂合金熔体不被氧化，或者有杂质掉入铝锂合金熔体形成的结晶区域；同时现有工艺中铝锂合金的结晶过程冷却速度慢，容易使铝锂合金芯层和表层冷却不均匀，进而造成现有工艺生产的铝锂合金偏析。现有的AL-Mg-Li系合金的抗拉强度最高为450MPa，规定非比例延伸强度最高为320MPa，断后伸长率最高为8.0%。

发明内容

本发明为了解决现有工艺生产铝锂合金存在难度大和生产的铝锂合金的强度低问题，提出一种航天铝锂合金及铝锂合金型材制造方法。

本发明航天用铝锂合金由Mg、Li、Ti、Zr和Al组成；铝锂合金中元素的质量百分比为：Mg：5.5%～6.5%、Li：2.2%~2.5%、Ti：0.03%~0.12%、Zr：0.15%~0.20%和余量的Al，其中Zr+Ti≤0.25%；杂质元素的质量百分比为：Cu：≤0.01%，Si：≤0.15%，Fe：≤0.20%。

利用上述航天用铝锂合金制备型材的方法按以下步骤进行：

一、按元素的质量百分比为：Mg：5.5%～6.5%、Li：2.2%~2.5%、Ti：0.03%~0.12%、Zr：0.15%~0.20%、Zr+Ti≤0.25%和余量为Al称取纯镁锭、Al-Li中间合金、Al-Zr中间合金、Al-Ti中间合金和高纯铝锭作为原料；

二、将步骤一称取的高纯铝锭加入到熔炼炉中，在720℃~740℃条件下熔炼6~8小时得到铝熔液，将铝熔液降温至670℃～690℃，然后向熔炼炉内通入保护气体，向降温后的铝熔液中加入纯镁锭和Al-Li中间合金并升温至720℃~740℃，然后加入Al-Zr中间合金和Al-Ti中间合金，保温0.5~1.5小时，得到铝合金熔液；所述保护气体为氩气；

三、将步骤二得到的铝合金熔液进行精炼，精炼后静置得到铸造熔体；

所述精炼工艺为：精炼温度为720℃~740℃，精炼气氛为氩气气氛，精炼时间为15min~25min；

四、将步骤三得到的铸造熔体进行喷射成形，得到喷射锭坯；

所述喷射成形工艺为：雾化温度：720℃~740℃，雾化距：450～600mm，斜喷角：30～40°，接收盘旋转速度：40～60r·min^-1，接收盘下降速度：2～4mm·s^-1；

五、去除步骤四得到的喷射锭坯的氧化皮，得到铝合金喷射坯料，将铝合金喷射坯料切成铝合金短棒；所述铝合金短棒的长度为1000mm~1050mm；