一种AlLi5中间合金的制备方法与流程

一种alli5中间合金的制备方法
技术领域
1.本发明涉及铝锂中间合金冶炼技术领域，尤其涉及一种alli5中间合金的制备方法。


背景技术：

2.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，纯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。但由于纯金属锂本身熔点低(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。
3.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。但纯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纯金属锂容易引起烧损和成分不均匀等问题。
4.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。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种alli5中间合金的制备方法，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。
6.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
7.本发明提供了一种alli5中间合金的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
8.步骤1、根据熔炼重量，称取相应重量的纯铝和纯金属锂，纯金属锂重量称取完毕后密封保存；
9.步骤2、将纯纯铝装入真空复合熔炼炉内的倾转坩埚中，通电至纯铝全部熔化，然后进行保温；
10.步骤3、将真空复合熔炼炉的炉盖关闭，通过抽真空单元对真空复合熔炼炉进行抽真空，抽真空后通过氩气供送单元向真空复合熔炼炉内通入氩气；
11.步骤4、将密封保存的纯金属锂放入储料斗中，通氩气1-2min后密封；步骤5、在氩气气氛保护下，将可旋转中空石墨棒插入倾转坩埚内的铝液中；
12.步骤6、调节氩气吹气压力，打开可旋转中空石墨棒的旋转开关，在气体压力作用下通过可旋转中空石墨棒将纯金属锂吹入铝液中；
13.步骤7、待纯金属锂完全吹入铝液并精炼10min-25min后，切断旋转开关，待可旋转中空石墨棒从倾转坩埚取出后停止供氩气；
14.步骤8、将铝液温度调整至700℃-720℃，扒渣，在10min-15min内完成alli5中间合金的浇注。
15.进一步地，在步骤2中，纯金属锂含量占纯铝与纯金属锂总重量的4-20％。
16.进一步地，在步骤1中，纯铝为99.7％的纯铝锭，纯金属锂为直径小于等于5mm的金属豆或金属块。
17.进一步地，在步骤3中，通过抽真空单元将真空复合熔炼炉内抽真空至0.8
×
10-6
pa～1.2
×
10-6
pa，通过进气阀向炉内通入氩气，并使炉内压强升至1
×
105pa～1.1
×
105pa。
18.进一步地，在步骤2中，纯铝全部熔化后，待温度达到690-700℃时降低感应电流，使铝液的温度保持在690-700℃。
19.进一步地，在步骤5中，可旋转中空石墨棒的顶部与储料斗连通，可旋转中空石墨棒的中空部分形成纯金属锂的输送通道。
20.进一步地，在步骤6中，可旋转中空石墨棒的外侧套设有中空隔离圆筒，中空隔离圆筒的内径大于可旋转中空石墨棒的外径，中空隔离圆筒的顶面与储料斗固定连接，中空隔离圆筒的底面延伸至倾转坩埚内的铝液中；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；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；
21.中空隔离圆筒上设有周向均布的多个进料口，进料口浸没于金属液中，第二区域内的金属液通过进料口进入中空隔离圆筒内的第一区域内顶部；中空隔离圆筒的底面设有连接孔，连接孔浸没于金属液中，第一区域内的底部的金属液通过连接孔进入到第二区域内的底部；
22.在纯金属锂吹入铝液的过程中，铝液在第一区域内与第二区域内形成强制对流。
23.进一步地，在步骤6中，可旋转中空石墨棒的底部设有涡轮叶片，涡轮叶片用于搅拌金属液；
24.涡轮叶片倾斜设置于可旋转中空石墨棒的底面上，涡轮叶片的倾斜角度为15
°‑
75
°
；涡轮叶片包括第一扇形叶片和第二扇形叶片，第一扇形叶片与第二扇形叶片的形状相同。
25.进一步地，在步骤3中，氩气供送单元包括氩气罐，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纯金属锂供送单元连通；
26.第一支管上设有三通阀，三通阀的一端与真空复合熔炼炉的进气阀连接，一端与大气连接，另一端与氩气源连接。
27.进一步地，在步骤3中，第二支管上设有通止阀设于，打开通止阀，氩气源提供的氩气先进入储料斗中，然后与纯金属锂一起进入铝液中；关闭通止阀，停止向铝液中吹入氩气和纯金属锂。
28.与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
29.(1)与现有技术相比，本发明利用纯金属锂密度小和熔点低(180℃)的特点，通过吹气 强制对流方式在氩气保护环境下制备alli5中间合金。一方面减少纯金属锂与空气的接触，避免了熔炼过程中的烧损，减少了熔炼过程中夹杂物的产生。另一方面熔炼过程中通过强度对流方式实现金属液的机械搅拌，提高了alli5中间合金成分的均匀程度。
30.(2)现有技术多采用人工搅拌的方式对金属液进行搅拌，本发明通过可旋转中空石墨棒进行搅拌，且可旋转中空石墨棒的旋转速度控制在120rad/min-360rad/min的范围内，是因为可旋转中空石墨棒的转速等于涡轮叶片的转速，由于涡轮增压的作用，在熔炼过
程中，通过将涡轮叶片的旋转速度控制在上述范围内可以在中空隔离圆筒内的第一区域内形成高压，进而在中空隔离圆筒内、外形成压力差，最终使第一区域内的金属液和第二区域内的金属液形成强制对流，金属液的具体流动方向为：第一区域底部的金属液通过中空隔离圆筒底面的连接孔进入到第二区域的底部，第二区域底部的金属液向上流动并通过中空隔离圆筒上设置的进料口进入到第一区域内，第一区域内顶部的金属液由上向下流动，最终形成金属液的强制流动。
31.(3)本发明通过强制对流的方式实现对金属液的搅拌，进一步提高了alli5中间合金成分的均匀程度。
32.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
33.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
34.图1为真空复合熔炼炉的结构示意图；
35.图2为涡轮叶片结构示意图；
36.图3为环形挡板的结构示意图；
37.图4为精炼过程中隔离筒内、外金属液流动方向示意图。
38.附图标记：
39.1-氩气罐；2-吹气孔；3-投料孔盖；4-炉盖；5-可旋转真空石墨棒；6-三通阀；7-进气阀；8-真空阀门；9-倾转坩埚；10-涡轮叶片；11-环形挡板；12-进料口；13-旋转手柄；14-真空隔离圆筒；15-储料斗；16-连接孔；17-第一扇形叶片；18-第二扇形叶片。
具体实施方式
40.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
41.现有技术在制备铝锂合金时，存在铝锂中间合金的制备时间长、铝锂中间合金组分不均匀以及制备效率低的问题。
42.针对上述这些问题，本发明还提供了一种铝锂中间合金的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
43.步骤1、根据熔炼重量，称取相应重量的纯铝和纯金属锂，要求纯金属锂含量占纯铝与纯锂总重量的(4-20)％；
44.步骤2、将纯铝装入真空复合熔炼炉内的倾转坩埚9内，并通电至全部熔化，待温度达到690℃-700℃时，降低感应电流，并使铝液温度保持在690℃-700℃；
45.步骤3、将炉盖4关闭，通过真空阀8抽真空至0.8
×
10-6
pa-1.2
×
10-6
pa后通过进气阀7向炉内通入氩气，并使炉内压强升至1
×
105pa-1.1
×
105pa；
46.步骤4、打开储料斗15的顶盖，将密封保存的纯金属锂放入储料斗15中，待通氩气
1min-2min后盖紧储料斗15的顶盖；
47.步骤5、打开真空复合熔炼炉顶部的投料孔盖3，将可旋转中空石墨棒5从投料孔插入倾转坩埚9内，可旋转中空石墨棒5插入倾转坩埚9前将装有纯金属锂的储料斗15的吹气孔2关闭，打开吹气孔2，将储料斗15内的吹气压力调至0.5kpa-0.6kpa后将可旋转中空石墨棒5插入距倾转坩埚9底部1/3处，此时，保证中空隔离圆筒14的进料口12位于金属液面以下；
48.步骤6、将吹气压力调至1.0kpa-2.0kpa，打开可旋转中空石墨棒5旋转开关，使可旋转中空石墨棒5的旋转速度保持在120rad/min-360rad/min之间；打开储料斗15的吹气口，依靠气体压力将纯金属锂吹入铝液中，在纯金属锂吹入铝液的过程中，不得打开炉盖4；
49.步骤7、待纯金属锂完全吹入铝液，并精炼10min-25min后，切断石墨旋转开关，待可旋转中空石墨棒及中空隔离圆筒从倾转坩埚9取出后关闭氩气供送单元的进气阀；
50.步骤8、将铝液温度调整至700℃-720℃，用扒渣勺从投料孔将金属液表面浮渣去除干净后通过旋转把手，将金属液倒入到设于倾转坩埚下方的铸型膜壳内，并在10min-15min内完浇注，实现alli5中间合金的制备。
51.与现有技术相比，本发明利用纯金属锂密度小和熔点低(180℃)的特点，通过吹气 强制对流方式在氩气保护环境下制备alli5中间合金。一方面减少纯金属锂与空气的接触，避免了熔炼过程中的烧损，减少了熔炼过程中夹杂物的产生。另一方面熔炼过程中通过强度对流方式实现金属液的机械搅拌，提高了alli5中间合金成分的均匀程度。
52.在上述步骤1中，纯金属锂的重量含量占纯铝和纯锂总重量的4％-20％，将纯金属锂的重量含量控制在该范围内能够保证获得铝锂中间合金铸造性能良好和成分均匀、稳定性好的铝锂中间合金。
53.需要注意的是，纯铝采用纯铝，该纯铝为99.7％的纯铝锭，纯金属锂为直径不大于5mm的金属豆或金属块，纯金属锂重量称取完毕后迅速放置于密封袋中保存，防止氧化；需要说明的是，纯金属锂选取小尺寸的金属块是为了提高熔化速度和组织均匀性。
54.另外，本发明直接采用纯金属锂作为制备原料，避免了二次磨粉和制团等工序，进而能够提高alli5中间合金的生产效率，同时降低了生产成本。
55.在上述步骤2中，将纯铝液在690℃-700℃温度下保温的目的是为了保证铝合金最好流动性的情况下降低锂元素烧损。
56.在上述步骤6中，将吹气压力控制在1.0kpa-2.0kpa范围的目的是：通过氩气供送单元向储料斗内喷吹氩气，利用氩气将储料斗内的纯金属锂沿可旋转中空石墨棒喷吹入倾转坩埚内的铝液中，一方面，保证了纯金属锂在处于氩气的保护氛围下进入到铝液中，避免了纯金属锂被氧化；另一方面，能够减小氩气的使用量。
57.在上述步骤6中，将可旋转中空石墨棒的旋转速度控制在120rad/min-360rad/min的范围内，通过可旋转中空石墨棒的旋转能够对金属液起到搅拌的作用，从而提高alli5中间合金成分的均匀程度。
58.另一方面，本发明还提供了一种alli5中间合金的制备装置，用于实现上述的alli5中间合金的制备方法，该制备装置包括熔炼单元、纯金属锂供送单元和氩气供送单元；纯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纯金属锂供送单元连通；熔炼单元包括
真空复合熔炼炉，真空复合熔炼炉内设有倾转坩埚9；纯金属锂供送单元包括储料斗15和输料管，输料管的一端与储料斗15连通，另一端从真空复合熔炼炉的炉顶进入并可延伸至倾转坩埚9内；利用氩气供送单元和第二支管向储料斗15内喷吹氩气，氩气带动储料斗15内的纯金属锂通过输料管进入倾转坩埚9内并与其内的纯铝液混合。
59.具体地，如图1至图4所示，本发明的铝锂中间合金的制备装置包括熔炼单元、纯金属锂供送单元和氩气供送单元，其中，纯金属锂供送单元设于熔炼的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纯金属锂供送单元连通；熔炼单元采用真空复合熔炼炉，在真空复合熔炼炉的顶部设有投料孔和炉口，投料孔上设有投料孔盖3，炉口处设有炉盖4，当需要投料时，打开投料孔盖3进行投料，当需要向真空复合熔炼炉内供送纯金属锂时，打开炉盖4，将纯金属锂供送单元的输料管通过炉口插入到倾转坩埚9内的铝液中，利用氩气供送单元向储料斗15内输送氩气，依靠氩气产生的压力使纯金属锂随氩气一道喷入到坩埚内的铝液中，由于纯金属锂的密度比较小(密度为0.5g/cm3)，纯金属锂进入铝液后会上浮，上浮过程中与铝液进行混合，进而形成铝锂中间合金。
60.需要说明的是，在真空复合熔炼炉的顶部设有倾转坩埚9，倾转坩埚9与横向设置的转轴的一端连接，转轴的另一端与旋转手柄13连接，该转轴贯穿真空复合熔炼炉的炉壁，旋转手柄13设于炉外；浇铸时，利用旋转手柄13带动转轴转动进而带动坩埚倾斜，在短时间内将金属液浇注到铸造模型内(铸型膜壳设于倾转坩埚9的下方)，完成alli5中间合金锭浇注后进行冷却，浇注完成前不得打开炉盖4。
61.与现有技术相比，本发明将氩气供送单元与真空复合熔炼炉连通，能够保证在氩气保护环境下制备alli5中间合金，减少纯金属锂在熔炼过程中的烧损；另外，本发明的纯金属锂供送单元与氩气供送单元和熔炼单元均连通，利用纯金属锂密度小和熔点低(180℃)的特点，通过氩气将纯金属锂沿输料管喷吹入真空复合熔炼炉的坩埚中，一方面，能够减少纯金属锂与空气的接触，保证纯金属锂不被空气氧化，进一步减少纯金属锂在熔炼过程中的烧损；另一方面，还能减少熔炼过程中夹杂物的产生。
62.为了使alli5中间合金的成分更加均匀，本发明的输料管采用可旋转中空石墨棒5，可旋转中空石墨棒5的顶部与储料斗15连通，其底部延伸至倾转坩埚9底部的铝液中，可旋转中空石墨棒5的底面位于距倾转坩埚9底部的1/3处；可旋转中空石墨棒5的底面上设有出料口，氩气及纯金属锂通过出料口进入到铝液中。
63.具体地，如图1和图4所示，可旋转中空石墨棒5的中空部分形成纯金属锂的输送通道，输送通道的底部设有出料口，出料口位于距离倾转坩埚9底部的1/3位置处，且出料口浸没于倾转坩埚9的铝液中，储料斗15中的氩气及纯金属锂通过出料口进入到铝液中。
64.与现有技术相比，本发明采用可旋转中空石墨棒5作为纯金属锂的输送管，一方面是因为石墨棒5的性质稳定，不会与纯金属锂和铝液发生反应，避免金属液受到污染，进而可以避免影响铝锂中间合金的产品质量；另一方面，本发明通过可旋转中空石墨棒5的旋转作用，使第一区域内的金属液产生扰动，加速金属液的混合进程，使其混合的更均匀，最终得到组分均匀的铝锂中间合金。
65.需要说明的是，上述可旋转中空石墨棒5的直径为15-25cm。需要注意的是，在储料斗的上方设于电机，电机通过传动带带动可旋转中空石墨棒进行转动，可旋转中空石墨棒
的顶部与储料斗之间设有密封垫，储料斗不随可旋转中空石墨棒转动，两者之间为动态密封。
66.为了进一步加强金属液(铝液与金属锂液)的混合程度，本发明的可旋转中空石墨棒5的底部设有涡轮叶片10，涡轮叶片10用于搅拌金属液。
67.与现有技术相比，本发明通过设置涡轮叶片10，对倾转坩埚9内的金属液产生搅拌作用，能够促使强金属液进一步混合均匀，保证最终铝锂中间合金的组分更加均匀。
68.为了使处于坩埚内的金属液形成强制对流，进一步提高铝锂中间合金的组分的均匀性，本发明的纯金属锂输送单元还包括中空隔离圆筒14，中空隔离圆筒14的内径大于可旋转中空石墨棒5的外径，中空隔离圆筒14套设于可旋转中空石墨棒5的外侧，中空隔离圆筒14的顶面与储料斗15的底面固定连接，中空隔离圆筒14的底面延伸至倾转坩埚9内的铝液中；可旋转中空石墨棒5与中空隔离圆筒14之间的金属液浸没区域为第一区域；中空隔离圆筒14与倾转坩埚9内壁之间的金属液浸没区域为第二区域；中空隔离圆筒14上沿周向均布的多个进料口12，进料口12浸没于金属液中，第二区域内的金属液通过进料口12进入中空隔离圆筒内；中空隔离圆筒14的底面设有连接孔16，连接孔16浸没于金属液中，第一区域内的金属液通过连接孔16进入到第二区域内。
69.具体地，由于涡轮增压的作用，在熔炼过程中，通过调节涡轮叶片10的旋转速度可以在中空隔离圆筒14内的第一区域内形成高压，进而在中空隔离圆筒14内、外形成压力差，最终使第一区域内的金属液和第二区域内的金属液形成强制对流，金属液的具体流动方向为：第一区域底部的金属液通过中空隔离圆筒14底面的连接孔16进入到第二区域的底部，第二区域底部的金属液向上流动并通过中空隔离圆筒14上设置的进料口12进入到第一区域内，第一区域内顶部的金属液由上向下流动，最终形成金属液的强制流动。
70.与现有技术相比，本发明通过强制对流的方式实现对金属液的搅拌，进一步提高了alli5中间合金成分的均匀程度。
71.为了提高中空隔离圆筒内的金属液的压强，本发明的涡轮叶片10倾斜设置于可旋转中空石墨棒5的底面上，涡轮叶片10的倾斜角度为15
°‑
75
°
；涡轮叶片10包括第一扇形叶片17和第二扇形叶片18，第一扇形叶片17与第二扇形叶片18的形状相同。
72.具体地，第一扇形叶片17的设置高度大于第二扇形叶片18的设置高度，当第一扇形叶片17和第二扇形叶片18在可旋转中空石墨棒5的带动下进行高速旋转(旋转方向沿顺时针旋转)，不仅能够使处于中空隔离圆筒内、外的金属液产生压力差，而且能够使处于第二扇形叶片18下方的金属液的压强大于处于第一扇形叶片17下方的金属液的压强，即在中空隔离圆筒内部产生压强差，使中空隔离圆筒内的金属液在压差的作用下实现流动，促进金属液的混合。
73.与现有技术相比，通过将涡轮叶片10倾斜设置能够增加中空隔离圆筒内的金属液的压强，使中空隔离圆筒内、外的金属液形成对流。
74.为了消除涡轮叶片10旋转时产生的旋涡，本发明的中空隔离圆筒内壁上设有环形挡板11，环形挡板11设于进料口12的下方，且位于涡轮叶片10的上方；环形挡板11包括多个长方体块，长方体块沿中空隔离圆筒的内壁的周向方向上相间排列。
75.具体地，如图3所示，在中空隔离圆筒的内壁上设有环形挡板11，环形挡板11包括多个长方体块，该多个长方体块处于同一水平面上，当可旋转中空石墨棒5带动涡轮叶片10
高速旋转时，会在第一区域内产生旋涡，而较大的旋涡会导致金属液混合不均匀，因此，为了避免在第一区域内产生旋涡，本发明在中空隔离圆筒的内壁上设置了环形挡板11，能够消除旋涡，保证金属液中组分的均匀混合。
76.为了促进金属液对流，连接孔16包括垂直连接孔和倾斜连接孔，垂直连接孔设于中空隔离圆筒底面的中心处，倾斜连接孔呈环状均布于垂直连接孔的外围；倾斜连接孔的倾斜角度为30
°‑
60
°
。
77.具体地，如图1和图4所示，本发明的连接孔16分为垂直连接孔和倾斜连接孔，其中，垂直连接孔设于中空隔离圆筒的底面中心处，倾斜连接孔以底面中心处为圆心，呈环状均布于垂直连接孔外围；需要说明的是，倾斜连接孔的底部朝外倾斜，其倾斜角度为30
°‑
60
°
，将倾斜空的倾斜角度控制在该范围内的目的是：经过倾斜连接孔流出的金属液能够更快速的向第二区域的顶部流动，加强了金属液对流，促进了金属液混合。
78.为了为真空复合熔炼炉提供保护气，本发明的氩气供送单元包括氩气源，例如，氩气源为氩气罐1，氩气罐1与真空复合熔炼炉连接的第一支管上设有三通阀6，三通阀6的一端与真空复合熔炼炉的进气阀7连接，一端与大气连接，另一端与氩气罐1连接。
79.与现有技术相比，本发明通过设置三通阀6，使三通阀6的一端与真空复合熔炼炉的进气阀7连通，另一端与大气连通，另一端与氩气罐1连通，能够实现真空复合熔炼炉的空气破空和保护气体破空。
80.需要注意的是，本发明的第二支管上设有通止阀，打开通止阀，氩气罐1内的氩气进入储料斗15中，然后氩气与纯金属锂一起进入铝液中；关闭通止阀后，可以停止向铝液中吹入氩气和纯金属锂。
81.具体地，储料斗15上设有顶盖和吹气孔2，氩气罐1通过第二支管与该吹气孔2连接，在第二支管上还设有通止阀；当进行熔炼时，先打开储料斗15的顶盖以将密封保存的纯金属锂放入储料斗15中，然后将顶盖盖上，打开通止阀，氩气罐1内的氩气经第二支管、吹气孔2进入到储料斗15内，储料斗15内的压力增大，纯金属锂依靠氩气产生的压力随氩气经过可旋转中空石墨棒5进入第一区域的金属液中，纯金属锂由块状熔化为液态，在涡轮叶片10的搅拌作用下，纯金属锂液与铝液进行混合，然后在第一区域和第二区域之间进行强制对流，直至两组分混合均匀，混合均匀后，开始浇注，得到组分均匀的铝锂中间合金。
82.需要注意的是，alli5中间合金的制备装置还包括模壳，模壳设置在在倾转坩埚9，模壳位于真空复合熔炼炉内，浇铸时，将混合均匀的金属液体直接倒入到模壳内，然后在氩气氛围内进行冷却，避免了现有技术中的冷却过程容易氧化的问题。
83.需要说明的是，本发明的真空复合熔炼炉采用感应加热的方式对炉内坩埚中的物料进行加热，完全避免了碳质能源的利用，整个流程实现无碳排放。
84.为了对真空复合熔炼炉抽真空，本发明的制备装置还包括抽真空单元，真空复合熔炼炉底部设有真空阀8，抽真空单元通过真空阀8与真空复合熔炼炉连通，抽真空单元用于对真空复合熔炼炉进行抽真空。
85.具体地，本发明在冶炼前，先通过真空阀8门将真空复合熔炼炉抽真空至0.8
×
10-6
pa-1.2
×
10-6
pa，然后打开氩气罐1的阀门，向真空复合熔炼炉内充保护气体至不低于一个大气压，然后进行合金的熔炼和浇注。
86.为了防止金属液被污染，本发明的倾转坩埚9内壁表面涂覆有防护涂料，既能保证
倾转坩埚9内壁不会被侵蚀，又能防止金属液被污染。
87.实施例1
88.本实施例提供了一种铝锂中间合金的制备方法，具体包括以下步骤：
89.步骤1、根据倾转坩埚9熔炼重量，称取重量比为95：5的纯铝锭和金属锂；其中纯铝锭的纯度为99.7％，金属锂的纯度为99％，其中，金属锂为直径小于5mm的金属豆或金属块；
90.步骤2、将纯铝锭装入倾转坩埚9并通电至全部熔化，待铝液温度达到690℃-700℃后将感应电流调低并使铝液温度保持在690℃-700℃；
91.步骤3、将炉盖4关闭，通过真空阀门8将真空复合熔炼炉抽真空至0.8
×
10-6
pa-1.2
×
10-6
pa后关闭真空阀门8；通过进气阀7向复合真空炉内通入纯度为99.9％的氩气并将压力升至1
×
105pa-1.1
×
105pa；
92.步骤4、将密封保存的金属锂放入储料斗15内，向储料斗15内通入纯度为99.9％的氩气1min-2min后盖紧储料的顶盖；
93.步骤5、打开炉盖上方投料孔盖，将可旋转中空石墨棒5及中空隔离圆筒14从投料孔插入倾转坩埚9内。可旋转中空石墨棒5插入倾转坩埚9前，将装有纯金属锂的储料斗15的吹气孔关闭，打开空载通气开关，在吹气压力调至0.5kpa后将可旋转中空石墨棒5插入距倾转坩埚9底部1/3处；
94.步骤6、将吹气压力调至1.5kpa后打开可旋转中空石墨棒的旋转开关，使石墨棒旋转速度保持在240rad/min。打开装有纯金属锂的储料斗15通气开关，依靠氩气压力将纯金属锂吹入铝液中，在金属锂吹入铝液过程中，不得打开炉盖4。精炼过程中，通过调节涡轮叶片10旋转速度可在第一区域内形成高压，从而在中空隔离圆筒内、外形成压力差(第一区域与第二区域之间形成压力差)，通过连接孔16，在隔离筒内、外形成强制对流。
95.步骤7、待金属锂完全吹入铝液后，并精炼10min-25min后，切断石墨旋转开关，待可旋转中空石墨棒从倾转坩埚9取出后关闭进气阀门7。
96.步骤8、将铝液温度调整至715℃，用扒渣勺从投料孔将金属液表面浮渣去除干净后通过旋转手柄13在10min-15min内完成alli5中间合金锭浇注，浇注完成前不得打开炉盖。
97.与现有技术相比，本发明利用纯金属锂密度小和熔点低(180℃)的特点，通过吹气 强制对流方式在氩气保护环境下制备alli5中间合金。一方面减少纯金属锂与空气的接触，避免了熔炼过程中的烧损，减少了熔炼过程中夹杂物的产生。另一方面熔炼过程中通过强度对流方式实现金属液的机械搅拌，提高了alli5中间合金成分的均匀程度。
98.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。