CN1403613A - Al－Li合金光谱标准样品及其制备方法 - Google Patents

Al－Li合金光谱标准样品及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种Al－Li合金光谱标准样品及其制备方法，其特征在于它是在纯铝中均匀含有下述总重百分比的化学元素：Si：0.025～0.223，Fe：0.044～0.264，Cu：0.0019～1.61，Mg：0.193～6.000，Li：0.930～2.530，Zr：0.042～0.168，0.022～0.127，Zn：0.023～0.205，Ti：0.0026～0.134，Mn：0.015～0.139。本发明能使在生产熔炼过程中，防止Li元素的烧损及表面氧化，并保证Li元素很好地溶解到铝中，使Al－Li合金光谱标准样品中Li元素的含量是0.9％～2.53％；所采用的间歇式半连续铸造法防止Al－Li合金铸锭拉裂，易于铸造成型。

Description

Al-Li合金光谱标准样品及其制备方法
(一)、所属技术领域
本发明涉及一种鉴别铝材的标准样品，特别是一种Al-Li合金光谱标准样品。
(二)、技术背景
目前，Al-Li合金是一种新形材料，它的生产和开发，必须严格控制所要求的化学成分，而控制Al-Li合金的化学成分，就必须有与之相对应的标准样品，技术人员根据标准样品绘制工作曲线，然后再根据工作曲线确定所生产或开发的Al-Li合金的化学成分，以此作为确定产品质量是否合格的标准。现有的铝合金标准样品均不含Li元素，这些标准样品一般是依次经过熔炼、调整化学成分、铸造、均匀化处理、挤压和锯切等工序制备而成的。要想在铝中掺入Li元素，采用这种制备工艺是不行的，其原因在于：Li元素在熔炼过程中，极易被烧损，使得最后的标样中Li元素达不到设计要求，并且在结晶器中Al-Li液体表面会氧化，严重影响标样的质量。现有制备方法还存在着这样的不足：在铸造中所采用的是普通半连续铸造法，它是把调整好的铝水直接流入结晶器进行铸造，中间不停顿，直至铸造完毕；该铸造法使得铸锭易拉裂，而且难于成形。
(三)、发明内容
本发明的目的就是提供一种均匀含有Li元素的Al-Li合金光谱标准样品。
本发明的另一个目的是提供该Al-Li合金光谱标准样品的制备方法。
本发明的目的中所述的Al-Li合金光谱标准样品是在纯铝中均匀含有下述总重量百分比的化学元素：
Si：0.025～0.223，Fe：0.044～0.264，Cu：0.0019～1.61，
Mg：0.193～6.000，Li：0.930～2.530，Zr：0.042～0.168。
该Al-Li合金光谱标准样品中还可以均匀含有下述总重百分比的化学元素：
Cr：0.022～0.127，Zn：0.023～0.205，Ti：0.0026～0.134，
Mn：0.015～0.139。
上述Al-Li合金光谱标准样品的制备方法是按如下的步骤进行的：
1)熔炼：将炉温升至400℃左右进行烘炉，加入高纯铝，待熔化后，加入要掺入的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti或Zr等铝中间合金，调整其化学成分至符合设计要求后，再加入Mg锭，同时用2号熔剂复盖，经耙渣、搅拌后进行取样分析，再将其化学成分调整至符合设计要求为止，然后，按计算量的120％～150％加入纯金属Li，同时用氯化锂和氟化锂进行复盖，调整其化学成分至符合设计要求为止；上述的2号熔剂是成熟的现有技术，它主要由氯化钾、氯化镁和氯化钡组成，其作用是防止镁的烧损。用氯化锂和氟化锂进行复盖的作用是为了防止金属Li在熔炼过程中烧损，并保证金属Li很好地溶解到铝中。
2)铸造：采用间歇式半连续铸造法进行铸造，其步骤如下：
(1)铸造前，先开冷却水，冷却水水压控制在0.045Mpa～0.055Mpa，调整温度至710℃～740℃，铸造速度控制在75mm/分～85mm/分，检查结晶器、铸造机正常后方可进行铸造；
(2)铸造时，用纯铝铺底，石墨漏斗分液，开始铸造时，先铸3cm～4cm，停3秒～5秒钟，然后再铸3cm～4cm，再停3秒～5秒钟，如此反复，直至铸完，这就是间歇式半连续铸造法；铸造过程中，为了防止金属Li氧化烧损，在流槽和结晶器中金属表面上撒上复盖剂和氩气，最后铸成直径为124mm圆柱锭，即是标样铸锭。
3)标样铸锭均匀化处理：控制炉温在470℃～475℃，将铸造出的标样铸锭放置于炉温中，在455℃～460℃的温度下保温32个小时后，随炉温冷却至室温；
4)挤压、锯切等加工：均匀化处理后的标样铸锭再经过2000吨油压挤压机挤压成直径为45mm的棒材，再锯切成Φ45mm×40mm的小圆柱形，即是最后的标样样品。
由于采用了上述技术方案，本发明能使在生产熔炼过程中，防止Li元素的烧损及表面氧化，并保证Li元素很好地溶解到铝中，使Al-Li合金光谱标准样品中Li元素的含量是0.9％～2.53％；所采用的间歇式半连续铸造法防止Al-Li合金铸锭拉裂，易于铸造成形。
(四)、具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明：
本发明中的Al-Li合金光谱标准样品是在纯铝中均匀含有下述总重百分比的化学元素：
Si：0.025～0.223，Fe：0.044～0.264，Cu：0.0019～1.61，
Mg：0.193～6.000，Li：0.930～2.530，Zr：0.042～0.168。
以标样号为E982为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.070，Fe：0.076，Cu：0.0025，Mg：6.000，Li：1.23，Zr：0.092。
以标样号为E983为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.087，Fe：0.129，Cu：0.0019，Mg：5.49，Li：2.25，Zr：0.073。
以标样号为E985为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.223，Fe：0.228，Cu：0.0043，Mg：4.29，Li：1.98，Zr：0.110。
在Al-Li合金光谱标准样品，还可以均匀含有下述总重百分比的化学元素：
Cr：0.022～0.127，Zn：0.023～0.205，Ti：0.0026～0.134，
Mn：0.015～0.139。
以标样号为E986为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.057，Fe：0.163，Cu：0.040，Mg：4.96，Li：1.35，Zr：0.057，
Cr：0.023，Zn：0.023，Ti：0.027，Mn：0.015。
以标样号为E991为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.098，Fe：0.089，Cu：0.420，Mg：2.19，Li：0.93，Zr：0.144，
Cr：0.127，Zn：0.058，Ti：0.128，Mn：0.030。
以标样号为E992为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.025，Fe：0.044，Cu：0.825，Mg：0.681，Li：2.53，Zr：0.042，
Cr：0.103，Zn：0.042，Ti：0.1 34，Mn：0.097。
以标样号为E994为例，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.215，Fe：0.264，Cu：1.61，Mg：1.62，Li：1.63，Zr：0.062，
Cr：0.058，Zn：0.205，Ti：0.071，Mn：0.1 39。
当然，还有标样号为E987、E988、E993、E997、E998等Al-Li合金光谱标准样品，在这里就不一一例举了。
发明的上述Al-Li合金光谱标准样品的制备方法是按如下的步骤进行的：
1)熔炼：将炉温升至400℃左右进行烘炉，加入高纯铝，待熔化后，加入要掺入的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti或Zr等铝中间合金，调整其化学成分至符合设计要求后，再加入Mg锭，同时用2号熔剂复盖，经耙渣、搅拌后进行取样分析，再将其化学成分调整至符合设计要求为止，然后，按计算量的120％～150％加入纯金属Li，同时用氯化锂和氟化锂进行复盖，调整其化学成分至符合设计要求为止；上述的2号熔剂是成熟的现有技术，它主要由氯化钾、氯化镁和氯化钡组成，其作用是防止镁的烧损。用氯化锂和氟化锂进行复盖的作用是为了防止金属Li在熔炼过程中烧损，并保证金属Li很好地溶解到铝中。
2)铸造：采用间歇式半连续铸造法进行铸造，其步骤如下：
(1)铸造前，先开冷却水，冷却水水压控制在0.045Mpa～0.055Mpa，调整温度至710℃～740℃，铸造速度控制在75mm/分～85mm/分，检查结晶器、铸造机正常后方可进行铸造；
(2)铸造时，用纯铝铺底，石墨漏斗分液，开始铸造时，先铸3cm～4cm，停3秒～5秒钟，然后再铸3cm～4cm，再停3秒～5秒钟，如此反复，直至铸完，这就是间歇式半连续铸造法；铸造过程中，为了防止金属Li氧化烧损，在流槽和结晶器中金属表面上撒上复盖剂和氩气，最后铸成直径为124mm圆柱锭，即是标样铸锭。
3)标样铸锭均匀化处理：控制炉温在470℃～475℃，将铸造出的标样铸锭放置于炉温中，在455℃～460℃的温度下保温32个小时后，随炉温冷却至室温；
4)挤压、锯切等加工：均匀化处理后的标样铸锭再经过2000吨油压挤压机挤压成直径为45mm的棒材，再锯切成Φ45mm×40mm的小圆柱形，即是最后的标样样品。

Claims (10)

1.一种Al-Li合金光谱标准样品，其特征在于它是在纯铝中均匀含有下述总重量百分比的化学元素：
Si：0.025～0.223，Fe：0.044～0.264，Cu：0.0019～1.61，
Mg：0.193～6.000，Li：0.930～2.530，Zr：0.042～0.168。
2.如权利要求1所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.070，Fe：0.076，Cu：0.0025，Mg：6.000，Li：1.23，Zr：0.092。
3.如权利要求1所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.087，Fe：0.129，Cu：0.0019，Mg：5.49，Li：2.25，Zr：0.073。
4.如权利要求1所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.223，Fe：0.228，Cu：0.0043，Mg：4.29，Li：1.98，Zr：0.110。
5.如权利要求1所述的Al-Li合金光谱标准样品，在铝中还均匀含有下述总重百分比的化学元素：Cr：0.022～0.127，Zn：0.023～0.205，Ti：0.0026～0.134，Mn：0.015～0.139。
6.如权利要求5所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.057，Fe：0.163，Cu：0.040，Mg：4.96，Li：1.35，Zr：0.057，
Cr：0.023，Zn：0.023，Ti：0.027，Mn：0.015。
7.如权利要求5所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.098，Fe：0.089，Cu：0.420，Mg：2.19，Li：0.93，Zr：0.144，
Cr：0.127，Zn：0.058，Ti：0.128，Mn：0.030。
8.如权利要求5所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.025，Fe：0.044，Cu：0.825，Mg：0.681，Li：2.53，Zr：0.042，
Cr：0.103，Zn：0.042，Ti：0.134，Mn：0.097。
9.如权利要求5所述的Al-Li合金光谱标准样品，其中各化学元素的总重量的百分比是：
Si：0.215，Fe：0.264，Cu：1.61，Mg：1.62，Li：1.63，Zr：0.062，
Cr：0.058，Zn：0.205，Ti：0.071，Mn：0.139。
10.如权利要求1或5所述的Al-Li合金光谱标准样品的制备方法，其特征在于它是按如下的步骤进行的：
1)熔炼：将炉温升至400℃左右进行烘炉，加入高纯铝，待熔化后，加入要掺入的Si、Fe、Cu、Mn、Cr、Zn、Ti或Zr等铝中间合金，调整其化学成分至符合设计要求后，再加入Mg锭，同时用2号熔剂复盖，经耙渣、搅拌后进行取样分析，再将其化学成分调整至符合设计要求为止，然后，按计算量的120％～150％加入纯金属Li，同时用氯化锂和氟化锂进行复盖，调整其化学成分至符合设计要求为止；
2)铸造：采用间歇式半连续铸造法进行铸造，其步骤如下：
(1)铸造前，先开冷却水，冷却水水压控制在0.045Mpa～0.055Mpa，调整温度至710℃～740℃，铸造速度控制在75mm/分～85mm/分，检查结晶器、铸造机正常后方可进行铸造；
(2)铸造时，用纯铝铺底，石墨漏斗分液，开始铸造时，先铸3cm～4cm，停3秒～5秒钟，然后再铸3cm～4cm，再停3秒～5秒钟，如此反复，直至铸完，这就是间歇式半连续铸造法；铸造过程中，在流槽和结晶器中金属表面上撒上复盖剂和氩气，最后铸成直径为124mm圆柱锭，即是标样铸锭。
3)标样铸锭均匀化处理：控制炉温在470℃～475℃，将铸造出的标样铸锭放置于炉温中，在455℃～460℃的温度下保温32个小时后，随炉温冷却至室温；
4)挤压、锯切等加工：均匀化处理后的标样铸锭再经过2000吨油压挤压机挤压成直径为45mm的棒材，再锯切成Φ45mm×40mm的小圆柱形，即是最后的标样样品。
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