CN113430412A - 一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；将上述物料按照一定配比进行混合制备，应用于铝锂合金的熔炼过程中，能良好地隔绝空气中的氧气和水蒸气，同时由于在配方中添加了发泡剂成分，因此在熔炼过程中可以产生保护气体，使得熔体保护效果由单一的熔剂保护转变为熔剂‑气体复合保护，有效地减少了烧损，实现了对铝锂合金熔体的长时间保护的良好效果，并且还有一定的减少杂质和气孔的效果。本发明可以弥补现有保护熔剂在保护效果方面的不足，因此能够有效提升铝锂合金质量，最终提升其综合性能。

Description

一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法

技术领域

本发明属于冶金熔炼领域，具体涉及一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法。

背景技术

作为新兴的轻质合金，铝锂合金可以有效地改进铝合金的高周疲劳性能以及疲劳裂纹扩展抗力，对拉伸强度也相应有所提高，同时铝锂合金在低温下的温度-断裂韧性的综合性能也大大加强。用铝锂合金制造飞机构件可以使得飞机的重量减轻10％-20％，从而节省燃料，降低制造成本，提高飞机的飞行速度和承载能力。因此，铝锂合金焕发出了超越铝合金的强大潜力，受到人们的重视。

但是由于锂的添加，在熔炼铝锂合金的过程中会产生诸如熔体极易氧化、烧损更加严重、熔炼工艺更加复杂等等问题。因此，对于铝锂合金而言，熔炼过程中的保护环节成为重中之重，新型熔炼保护工艺的研发也是铝锂合金熔体保护及净化技术的重要发展方向之一。现阶段熔炼保护工艺存在惰性气体保护法、真空熔炼法等提升熔体保护和净化效果的优良方法，但是由于成本过高、技术要求高以及设备因素限制产能等问题，熔剂保护仍然是最为经济适用的方法，其使用规模仍然很大。

目前公开的保护熔剂产品中大多数都只适用于常规铝合金，如专利CN201210596221.0一种新型铝合金液覆盖剂，公开了使用KCl、NaCl、Na₃AlF₆、Na₂CO₃、CaF₂以及C粉混合的覆盖剂成分，但是铝锂合金中由于锂的存在，其氧化膜成分大多为Li₂O、LiOH、Li₂CO₃、LiAlO₂、MgO等疏松的氧化物，此配方中的物质无法达到所需的保护效果，并且由于钠盐的存在，使用该配方熔炼后得到的合金Na含量过高，产生明显的钠脆效应，因此在工业应用中使用该配方容易导致诸如机械性能变差、延伸率较低等致命的问题。而现有的已经公开的铝锂合金用保护熔剂较少，且依然存在问题，如专利CN201811620924.6一种铝锂合金熔体覆盖剂及其制备方法，公开了在常用铝合金覆盖剂2#熔剂的基础上，又添加了LiCl和AlF₃，后两者可以发挥较好的氧化物熔解作用，且可以有效除氢，克服氧化造渣问题，但是在工业应用中由于需要较长的保温时间，经过长时间保温锂元素烧损较为严重，因此该配方并不能满足实际生产要求。同样，在文献《大气环境下Al-Li合金的熔炼特性研究》中采用了铝锂合金常用二元保护熔剂LiCl和LiF，配比为3：2，并将锂元素烧损控制在20％以下；文献《含铝锂合金熔炼铸造时的保护》中则对多种常用二元和三元保护熔剂进行了烧损率曲线的对比，其中效果最优的配比可以将锂烧损控制在每小时5％左右，但是上述几种配比中无提升净化效果的组分，在铸锭中观察到大量的气5孔和夹杂，并且由于熔剂覆盖保护的单一性，其保护效果仍然有待提高。此外，在先专利108384974A公布了一种含稀土镁锂合金的熔体精炼熔剂及其制备方法。熔剂包括如下质量百分比含量的各组分：氯化锂25～60％，氟化锂20～30％，氟化钙20～35％，活性稀土化合物1～10％；所述活性稀土化合物包括氯化稀土、氟化稀土中的一种。本发明的熔剂具有较佳的熔点、粘度和润湿性，可同时起到精炼熔体和保护熔体的作用，但是若使用该专利配比的熔剂成分用于铝锂合金熔炼覆盖，保护效果很差，这是因为其成分主要作用是精炼，在精炼聚渣后导致表面氧化膜的质量增大，更容易破坏覆盖剂所形成的表面保护膜的完整性，发生沉降，导致锂元素大量烧损，其次其中的氟化钙与活性稀土化合物会与锂元素发生剧烈反应，也会导致烧损率大幅上升，因此该成分无法运用于铝锂合金覆盖保护。

综上所述，就铝锂合金这一新型合金而言，探究一种成本低、保护效果好、且具备一定的净化效果的熔炼保护熔剂，成为一项亟待攻克的难题。

发明内容

本发明的目的是针对铝锂合金熔炼时易氧化、烧损严重、净化效果差的问题，提供一种铝锂合金用保护熔剂及其制备方法。采用本发明的保护熔剂可以减少铝锂合金中锂元素烧损，有效地解决了现存配方中存在的诸多问题，并且能够起到一定的熔体净化作用，最终达到提升铝锂合金质量以及机械性能的目的。

为达成上述目的，本发明制备的铝锂合金保护熔剂由氯化物、氟化物以及特殊的发泡剂组成。首先熔剂中不含钠盐，可以有效避免Na富集对合金产生的不利影响，避免钠脆效应；其次添加氟化锂、氯化锂等锂盐形成低熔点混合物以补偿烧损的锂，并能有效防止其扩散损失，并且同时选用氟化铝、氟化钾等氟盐取代冰晶石(Na₃AlF₆)，有效增加了保护熔剂对于氧化物的熔解能力，减少了夹杂的存在；还添加了六氯乙烷，作为铝合金常用精炼剂，它除气净化效果好，且具有一定的晶粒细化作用；最后添加了氯化铵和氟化铵两种物质作为发泡剂，由于惰性气体保护效果好，因此在选取时发泡剂发泡后产生的气体与锂不能发生反应，而由于锂元素强烈的化学活泼性，除氩气等惰性气体外，会与空气中的N₂、O₂、CO₂等均发生反应，因此在其他合金中常用的发泡剂都无法在铝锂合金熔炼中使用。而在本发明中所使用的发泡剂则可以避免这一问题，氯化铵和氟化铵受热分解温度分别为611K和373K，均在熔炼温度(1023K)以下，撒在熔体表面后会持续释放对熔液具有保护作用的氨气，氨气不会与熔体中的锂发生反应，并且由于其密度较小，能够使得保护熔剂呈泡沫状，不易下沉，还能够提高熔剂吸附氧化夹杂的能力，这样保护熔剂对熔体的单一保护就会转变为熔剂-气体的复合保护，不仅有效减小了锂元素烧损，还能达到净化的目的，保证了铸锭的综合性能。

本发明的目的可以通过以下方案来实现：

一方面，本发明提供了一种铝锂合金用保护熔剂，包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵。

作为本发明的一个实施方案，熔剂的各组分质量配比为：

作为本发明的一个实施方案，各组分原料均满足纯度≥99.7％。

另一方面，本发明还提供了一种上述保护熔剂的制备方法，包括如下步骤：

A1、将氯化锂、氟化锂、氟化铝、氟化钾混合后熔化得到混盐，再冷凝成块；

A2、将步骤A1所得块状混盐与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵进行球磨，获得颗粒状熔剂；

A3、将步骤A2所得熔剂烘干，再进行球磨，获得颗粒状保护熔剂。

作为本发明的一个实施方案，步骤A1混合时间为5-6h。混合是使用三维混料机进行混合。

作为本发明的一个实施方案，步骤A1中所述熔化温度为700-750℃，熔化时长为15-20min。

作为本发明的一个实施方案，步骤A1中所述冷凝温度为20-35℃，冷凝时长为50-80min。

作为本发明的一个实施方案，步骤A2中球磨的时间为2-3h。

作为本发明的一个实施方案，步骤A3中烘干的温度为100-150℃，时间为5-6h。

作为本发明的一个实施方案，步骤A3中球磨的时间为2-3h。如果烘干后不进行球磨，熔剂会结块，不利于在熔炼过程中铺洒均匀。

作为本发明的一个实施方案，所述铝锂合金包括Al-Mg-Li系铝锂合金以及Al-Cu-Li系铝锂合金。

作为本发明的一个实施方案，烘干是使用烘箱进行烘干；球磨是使用球磨机进行球磨。

本发明中先将氟化锂、氯化锂、氟化铝和氟化钾进行热熔和冷凝处理，然后引入精炼剂六氯乙烷和发泡剂氯化铵和氟化铵后进行球磨，随后将混合物烘干后再次球磨破碎，制得成品。按照上述顺序和工艺进行制备，能够充分将各组分混合均匀，并且能够有效改善原料由于吸湿和潮解性而导致的成分出现偏差的现象，如果一次性使用所有组元进行热熔和冷凝，会导致精炼剂和发泡剂的挥发，造成不必要的损耗。对于热熔温度而言，倘若高出该范围，热熔变得更加剧烈，融化后组元容易溢出坩埚，造成组分不均的不利影响，而倘若低于该范围，熔剂容易出现熔化不充分现象，无法达到良好的混合效果，影响其后续的覆盖保护效果。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1)本发明提供了一种铝锂合金用保护熔剂，包括：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵。本发明将氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵进行特定搭配，通过协同作用，能够在铝锂合金的熔炼过程中起到较好的覆盖和保护作用，且能够较好地吸附杂质，隔绝空气中的氧气和水蒸气，同时起到一定的净化效果，提升铝锂合金的综合性能。

2)实验结果表明，与常规的使用保护气进行铸造的铸锭相比，使用本发明的保护熔剂生产的铝锂合金产品锂元素烧损量控制在每小时2％以内，达到了可观的锂元素收得率，从而有效提升了铝锂合金的质量和性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实例在本发明技术方案的前提下进行实施，提供了详细的实施方式和具体的操作过程，将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明。需要指出的是，本发明的保护范围不限于下述实施例，在本发明的构思前提下做出的若干调整和改进，都属于本发明的保护范围。

实施例1

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为29.5：51：9：7：1：1.5：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果极好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时平均1.03％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.01ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

实施例2

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为33：49：7.5：7：1.5：1：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时平均1.15％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.015ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

实施例3

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为25.5：53：11：9：2：1.5：3；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时1.76％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.012ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

实施例4

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为31：47：10：8：1：1：2；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时1.92％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.012ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

实施例5

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为27：51：10：8：1：1：2；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-3Li-3Mg-0.1Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时1.83％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.013ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

实施例6

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为35：43：10：8：2：1：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-3Li-2Cu-0.1Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较好，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时1.75％，能大幅减小锂元素烧损，提升合金质量；氢含量为0.013ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，能有效保证合金的力学性能。

对比例1

对Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr进行熔炼，原料总重4kg，与实施例1相同，但不添加上述技术中所提及的保护熔剂，即不添加任何保护熔剂。通过测试发现，锂元素烧损量极高，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，可以达到每小时20％，锂元素几乎完全烧损殆尽，导致合金质量很差；氢含量为5ml/100gAl，无法满足航空航天用铝合金对氢含量不大于0.12ml/100gAl的要求；钠含量为0.008％，不会出现钠脆现象，但是由于气孔较多，综合力学性能仍然较差。

对比例2

一种工业常用铝合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氯化钠、氟化钠、氯化镁、氟硅酸钠、硫酸钠、冰晶石以及氟化钙；所述保护熔剂质量配比为38：26：12：7：7：5：5；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时17.83％，锂元素几乎完全烧损殆尽，导致合金质量很差；氢含量为0.35ml/100gAl，无法满足航空航天用铝合金对氢含量不大于0.12ml/100gAl的要求；钠含量为0.45％，钠脆现象出现，对合金的综合力学性能造成严重的影响。

对比例3

一种不添加六氯乙烷、氯化铵和氟化铵的铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾；所述保护熔剂质量配比为29.5：51：9：7；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时10.92％，锂元素烧损严重；氢含量为0.2ml/100gAl，无法满足航空航天用铝合金要求；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，但是由于气孔较多，综合力学性能仍然较差。该对比例说明六氯乙烷、氯化铵和氟化铵对铝锂合金熔炼过程中锂元素的保护以及铸锭的综合性能和质量均产生了十分有利的作用。

对比例4

一种不添加氯化铵和氟化铵的铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷；所述保护熔剂质量配比为29.5：51：9：7：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时9.32％，锂元素烧损严重；氢含量为0.014ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，但是由于锂元素烧损严重，保护效果较差，导致合金质量差。该对比例说明氯化铵和氟化铵对铝锂合金熔炼过程中锂元素的保护以及铸锭的综合性能和质量均产生了十分有利的作用。

对比例5

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为29.5：51：1：1.5：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时6.76％，锂元素烧损严重；氢含量为0.82ml/100gAl，无法满足航空航天用铝合金要求；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，但是由于气孔较多，综合力学性能仍然较差。该对比例说明氟化铝和氟化钾对铝锂合金熔炼过程中提升熔体的精炼效果以及铸锭的综合性能和质量均产生了十分有利的作用。

对比例6

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为29.5：51：9：7：1.5：1；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时4.27％，锂元素烧损较为严重；氢含量为0.05ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的，但与添加六氯乙烷相比，其氢含量升高；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，但是由于锂元素烧损较为严重，保护效果较差，导致合金质量差。该对比例说明六氯乙烷对铝锂合金熔炼过程中提升熔体的精炼效果以及铸锭的综合性能和质量均产生了十分有利的作用。

对比例7

一种铝锂合金用保护熔剂，原料包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵；所述保护熔剂质量配比为20：35：20：21：1：1：2；上述原料均满足：纯度≥99.7％。

按上述比例取氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾粉末经三维混料机充分混合后置于坩埚，在720℃下热熔20min后，冷凝1.5h至20℃左右，得到混合体块。随后将混合体块与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵混合后进行2h球磨，对混合物破碎筛分，得到颗粒状熔剂。随后放入烘箱烘干约5h，取出后再次球磨2h，结束后将料取出密封包装，待用。

将上述保护熔剂用于Al-2Li-2Cu-0.5Mg-0.2Zr的熔炼，原料总重4kg，在添加量为1％的前提下，保护效果较差，在恒温保温5h的条件下，通过测试发现，锂元素烧损量基本控制在每小时6.89％，锂元素烧损严重；氢含量为0.012ml/100gAl，满足航空航天用铝合金要求，有效达到除氢除气的目的；钠含量为<0.0005％，不会出现钠脆现象，但是由于锂元素烧损严重，保护效果较差，导致合金质量差。该对比例说明本发明所选择的质量配比对铝锂合金熔炼过程中锂元素的保护以及铸锭的综合性能和质量均产生了十分有利的作用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种铝锂合金用保护熔剂，其特征在于，包括如下组分：氟化锂、氯化锂、氟化铝、氟化钾、六氯乙烷、氯化铵以及氟化铵。

2.根据权利要求1所述的保护熔剂，其特征在于，所述熔剂各组分质量配比为：

3.根据权利要求1所述的保护熔剂，其特征在于，各组分原料均满足纯度≥99.7％。

4.一种权利要求1-3中任一项所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

A1、将氯化锂、氟化锂、氟化铝、氟化钾混合后熔化得到混盐，再冷凝成块；

A2、将步骤A1所得块状混盐与六氯乙烷、氯化铵和氟化铵进行球磨，获得颗粒状熔剂；

A3、将步骤A2所得熔剂烘干，再次进行球磨，获得颗粒状保护熔剂。

5.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A1中混合时间为5-6h。

6.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A1中所述熔化的温度为700-750℃，熔化的时长为15-20min。

7.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A1中所述冷凝的温度为20-35℃，冷凝的时长为50-80min。

8.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A2中球磨的时间为2-3h。

9.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A3中所述烘干的温度为100-150℃，时间为5-6h。

10.根据权利要求4所述保护熔剂的制备方法，其特征在于，步骤A3中球磨的时间为2-3h。