[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

权利要求书

1.一种航天用铝锂合金，其特征在于：该铝锂合金由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%；

该铝锂合金制备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；

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；

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；

六、将经步骤五得到的铝合金短棒放置在空气加热炉中加热，在铝合金短棒温度达到370℃~460℃后转移至盲模内进行挤压，得到挤压棒材坯料；

所述挤压时向铝合金短棒施加的挤压力大于300MN，挤压时间大于25s；

所述盲模为一端开口的筒状模具，盲模的内径与铝合金短棒的外径相同；

七、将步骤六制得的挤压棒材坯料置于空气加热炉中加热至370℃~460℃，然后将加热后的挤压棒材坯料进行热挤压处理，得到目标规格的型材；

八、将步骤七得到的型材置于空气淬火炉中进行淬火；

九、将步骤八淬火后的型材置于张力拉伸机上进行拉伸矫直；

十、将拉伸矫直后的型材进行时效处理，即完成。

2.根据权利要求1所述航天用铝锂合金，其特征在于：该铝锂合金由Mg、Li、Ti、Zr和Al组成；铝锂合金中元素的质量百分比为：Mg：6%、Li：2.4%、Ti：0.12%、Zr：0.15%和余量的Al；其中杂质元素的质量百分比为：Cu：≤0.01%、Si：≤0.15%、Fe：≤0.20%。

3.根据权利要求1所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤二所述保护气体为氩气。

4.根据权利要求1或3所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤三所述精炼工艺为：精炼温度为720℃~740℃，精炼气氛为氩气气氛，精炼时间为15min~25min。

5.根据权利要求4所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤五所述铝合金短棒的长度为1000mm~1050mm。

6.根据权利要求1、3或5所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤七所述热挤压处理的温度为370℃~460℃，挤压系数为14~25。

7.根据权利要求6所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤八所述淬火温度为450℃~470℃，淬火时间为0.5h~1.5h。

8.根据权利要求7所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤九所述拉伸矫直的拉伸量为2.5%~3.0%。

9.根据权利要求8所述航天用铝锂合金，其特征在于：步骤十所述时效处理的温度为110℃~130℃，时效处理保温时间为11h~13h。