权利要求
1.一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于包括以下步骤：
S1.制备含金属锂的复合氧化物：将锂盐和氧化物充分混合，并压制成圆柱，在真空高温下煅烧，得到含金属锂的复合氧化物;
S2.制备Li-Mg二元合金：将步骤S1制备得到的复合氧化物与还原剂、助熔剂充分混合后压制成球团，球团通过高温真空热还原反应生成锂、
镁金属混合物气体，金属混合物气体在冷却收集器中冷却，形成亚稳态金属键的Li-Mg二元合金凝聚相;
S3.石蜡提纯：将步骤S2中收集到的Li-Mg二元合金凝聚相与收集器一起放入熔化的石蜡里，使Li-Mg二元合金凝聚相完全熔化并浮在石蜡表面，而高熔点杂质沉入石蜡底部，降低石蜡温度，浮在石蜡表面的Li-Mg二元合金液相凝固成固相，捞出;
S4.精馏提纯与铸锭：将步骤 S3 捞出的凝固的Li-Mg二元合金凝聚相在氩气保护的精馏炉内精馏提纯，提纯后的 Li-Mg 二元合金在熔炼炉内并加入熔剂熔炼，在氩气保护下浇铸成 Li-Mg 二元合金锭，用铝箔包装保存在充氩气的容器里;
S5.镁、
铝合金化：将洗净烘干的镁锭或
铝锭在电炉内加热熔化，将步骤S4得到的Li-Mg二元合金锭放入到熔化后的镁液或铝液下熔炼，使Li-Mg二元合金锭迅速熔化，搅拌、降温，然后浇铸成型得到对应的镁锂合金铸锭或铝锂合金铸锭。
2.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S1中所述锂盐和氧化物的质量份比为(35-45):(65-55);所述锂盐为无水
碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种、两种或者三种，所述氧化物为钙氧化物与镁氧化物的混合物，或者为铝氧化物与镁氧化物的混合物;所述锂盐的粒度选D50为75-90μm，所述氧化物粒度选D50为85-100μm。
3.根据权利要求2所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S1中所述真空高温下煅烧是指在真空度5-20Pa、850-950℃下煅烧6-8小时。
4.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S2中所述复合氧化物、还原剂、助熔剂的质量份比为(80-83):(15-17):(2-4)，所述复合氧化物、还原剂和助熔剂的粒度均选D50为80-90μm。
5.根据权利要求4所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S2中的所述还原剂为硅铁、铝粉或碳粉中的任意一种，所述助熔剂为萤石。
6.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S2中的所述球团的高温真空热还原反应是在5-10Pa压力，1100-1200℃下反应8-10小时。
7.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S3中的所述冷却收集器里的Li-Mg二元合金凝聚相在石蜡中的熔化温度控制在比所述Li-Mg二元合金的熔点温度高7-10℃，熔化时间为2-2.5小时。
8.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S4中所述Li-Mg二元合金在精馏炉内进行3级精馏提纯，精馏炉内的精馏釜材质为不锈钢，三次精馏温度分别控制比所述Li-Mg二元合金熔点高出15℃、30℃、45℃。
9.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，步骤S4中所述Li-Mg二元合金熔化时，以及步骤S5中所述镁锭或者铝锭加热熔化时，均加入熔剂并用氩气保护，所述熔剂是LiCl、MgCl2和LiF三种化合物的混合物，三种化合物的质量份比为LiCl：MgCl2：LiF=(55-65)：(4-21)：(24-31)。
10.根据权利要求1所述的一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，其特征在于，所述亚稳态金属键的Li-Mg二元合金凝聚相为化合物 Mg2.49Li和Mg4.72Li，步骤S5中所述Li-Mg二元合金在达到熔点熔化后，接近600℃时，所述化合物 Mg2.49Li和Mg4.72Li分解成原子态Li和原子态Mg，通过搅拌使原子态Li和原子态Mg均匀分布在对应的镁液或者铝液中。
说明书
技术领域
[0001]本申请属于
轻金属合金冶炼领域，具体涉及一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺。
背景技术
[0002]镁锂、铝锂合金在金属结构材料中是最轻的，镁锂合金密度为1.3-1.6g/cm3，铝锂合金密度为2.45-2.80g/cm3，具有高的比强度、比刚度、比阻尼性能，良好的低温塑性和抗冲击性能，较好的抗腐蚀性和抗疲劳性，优异的散热性能等。在航天、航空、航海、军械、核反应堆、坦克穿甲弹、鱼雷、汽车、机器人、电子产品等许多行业和高科技民用领域得到应用，引来世界许多科学家对镁锂、铝锂合金的研究，使镁锂、铝锂合金得到快速发展。
[0003]目前国内外生产镁锂、铝锂合金的方法，是在真空炉内采用对掺法合金化，即将符合GB/T 1196-2008的高品质铝锭或GB/T3499-2023的高品质镁锭在真空炉内的坩埚里在750-780℃熔化成液态，将金属锂用钟罩法加入到铝液或镁液中，得到铝锂或镁锂合金。但该工艺制备的合金存在的主要问题是：
1.往镁液或铝液直接加金属锂，由于金属锂活泼易燃，易和空气中的氧、氮、水等反应，造成锂的收率降低，反应生成的化合物使合金液中杂质增加，反应生成的气体杂质使合金造成热裂，无法得到高品质镁锂、铝锂合金大铸件，不能满足如航空航天特定领域的大熔炼炉需求;
2.对反应设备要求高，所采用的合金熔炼炉为真空熔炼炉，没有完全国产化，固定资产投资大;
3.合金化时由于无法充分搅拌，同时金属锂和
金属镁、铝的熔点、密度等性质相差太大，偏析现象严重，使合金的绝对强度和刚度、模量低;
4.电解锂首先需要采用复杂工艺得到纯的氯化锂，氯化锂电解生成金属锂时放出氯气，制造成本高，固定资产投资大，环保不易解决。
发明内容
[0004]为了满足市场对高品质镁锂、铝锂合金大铸锭的需求，本申请提供一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺。
[0005]一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，包括以下步骤：
S1.制备含金属锂的复合氧化物：将锂盐和氧化物充分混合，并压制成圆柱，在真空高温下煅烧，得到含金属锂的复合氧化物;
S2.制备Li-Mg二元合金：将步骤S1制备得到的复合氧化物与还原剂、助熔剂充分混合后压制成球团，球团通过高温真空热还原反应生成锂、镁金属混合物气体，金属混合物气体在冷却收集器中冷却，形成亚稳态金属键的Li-Mg二元合金凝聚相;
S3.石蜡提纯：将步骤S2中收集到的Li-Mg二元合金凝聚相与收集器一起放入熔化的石蜡里，使Li-Mg二元合金凝聚相完全熔化并浮在石蜡表面，而高熔点杂质沉入石蜡底部，降低石蜡温度，浮在石蜡表面的Li-Mg二元合金液相凝固成固相，捞出;
S4.精馏提纯与铸锭：将步骤 S3 捞出的凝固的Li-Mg二元合金凝聚相在氩气保护的精馏炉内精馏提纯，提纯后的 Li-Mg 二元合金在熔炼炉内并加入熔剂熔炼，在氩气保护下浇铸成 Li-Mg 二元合金锭，用铝箔包装保存在充氩气的容器里;
S5.镁、铝合金化：将洗净烘干的镁锭或铝锭在电炉内加热熔化，将步骤S4得到的Li-Mg二元合金锭放入到熔化后的镁液或铝液下熔炼，使Li-Mg二元合金锭迅速熔化，搅拌、降温，然后浇铸成型得到对应的镁锂合金铸锭或铝锂合金铸锭。
[0006]进一步的，步骤S1中所述锂盐和氧化物的质量份比为(35-45):(65-55);所述锂盐为无水碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种、两种或者三种，所述氧化物为钙氧化物与镁氧化物的混合物，或者为铝氧化物与镁氧化物的混合物;所述锂盐的粒度选D50为75-90μm，所述氧化物粒度选D50为85-100μm。
[0007]进一步的，步骤S1中所述真空高温下煅烧是指在真空度5-20Pa、850-950℃下煅烧6-8小时。煅烧锂盐反应机理相同，化学反应式类似，以碳酸锂煅烧时的反应为例，不同的氧化物与碳酸锂的反应式如下：
Li2CO3+MgO=Li2O·MgO+CO2↑
Li2CO3+CaO=Li2O·CaO+CO2 ↑
Li2CO3+Al2O3=Li2O·Al2O3+CO2 ↑。
[0008]进一步的，步骤S2中所述复合氧化物、还原剂、助熔剂的质量份比为(80-83):(15-17):(2-4)，所述复合氧化物、还原剂和助熔剂的粒度均选D50为80-90μm。
[0009]进一步的，步骤S2中的所述还原剂为硅铁、铝粉或碳粉中的任意一种，所述助熔剂为萤石。
[0010]进一步的，步骤S2中的所述球团的高温真空热还原反应是在5-10Pa压力，1100-1200℃下反应8-10小时，煅烧制得的含金属锂的复合氧化物发生的反应如下：
2(Li2O·MgO)+Si=2MgO·SiO2+4Li↑
2(Li2O·GaO)+Si=2CaO·SiO2+4Li↑
2(Li2O·Al2O3)+Si=2Al2O3·SiO2+4Li↑
2(CaO·MgO)+Si=2CaO·SiO2+2Mg↑ 。
[0011]进一步的，步骤S3中的所述冷却收集器里的Li-Mg二元合金凝聚相在石蜡中的熔化温度控制在比所述Li-Mg二元合金的熔点温度高7-10℃，熔化时间为2-2.5小时。Li-Mg二元合金浮在石蜡表面后，降低石蜡温度至低于该组份Li-Mg二元合金熔点5-7℃，恒温1-1.5小时，用漏勺将固体捞出。
[0012]进一步的，步骤S4中所述Li-Mg二元合金在精馏炉内进行3级精馏提纯，精馏炉内的精馏釜材质为不锈钢，三次精馏温度分别控制比所述Li-Mg二元合金熔点高出15℃、30℃、45℃。
[0013]进一步的，步骤S4中所述Li-Mg二元合金熔化时，以及步骤S5中所述镁锭或者铝锭加热熔化时，均加入熔剂并用氩气保护，所述熔剂是LiCl、MgCl2和LiF三种化合物的混合物，三种化合物的质量份比为LiCl：MgCl2：LiF=(55-65)：(4-21)：(24-31)。
[0014]进一步的，所述亚稳态金属键的Li-Mg二元合金凝聚相为化合物 Mg2.49Li和Mg4.72Li，步骤S5中所述Li-Mg二元合金在达到熔点熔化后，接近600℃时，所述化合物Mg2.49Li和Mg4.72Li分解成原子态Li和原子态Mg，通过搅拌使原子态Li和原子态Mg均匀分布在对应的镁液或者铝液中。
[0015]进一步的，所述步骤S5中的冶炼过程在常压下进行，所述熔炼炉为可在常压下冶炼的电阻炉、感应炉等国产化电炉。这类电炉价格低，在常压下熔炼则便于大容量冶炼。
[0016]综上所述，本申请技术方法包括以下至少一种有益技术效果：
1.本申请技术方法是以中间产物Li-Mg合金元素进一步生产Mg-Li、Al-Li合金，突破了传统方式即利用电解法得到的金属锂与镁液/铝液生成合金的方式，解决了金属锂在合金中偏析严重、外观质量差，力学性能不达标等问题，有效提升了产品质量;
2.利用本申请技术方法不受生产设备的限制，可以采用常规的电阻炉或者感应炉等国产电炉，降低了固定资产投资，设备完全国产化并且可以制备大熔炼量的合金大铸件产品，可以填补目前航空航天等领域对大合金铸件的需求;
3.本申请技术方法中制备得到的中间产物Li-Mg合金元素，其含锂达到85-95%，国内外未见报道，这种合金轧制的薄板有望直接用到
锂电池做负极;
4.直接用钙、镁、铝的混合氧化物真空热还原得到镁、锂混合金属气体，冷凝得锂镁二元合金，有效提升了锂的收率;
4.有效避免了传统锂电解方法产生氯气的问题，解决了污染环境问题。
附图说明
[0017]图1为本申请技术方法的工艺流程图;
图2为400kg熔炼量常压下电炉用本申请技术方法制备得到的LA141镁锂合金产品外观示意图;
图3为400kg熔炼量常压下电炉用本申请技术方法制备得到的2195铝锂合金产品外观示意图;
图4为400kg熔炼量真空电炉用金属锂对掺法制备得到的LA141镁锂合金产品外观示意图;
图5为400kg熔炼量真空电炉用金属锂对掺法制备得到的LA141镁锂合金产品燃烧后外观示意图;
图6为400kg熔炼量真空电炉用金属锂对掺法制备得到的2195铝锂合金产品燃烧后外观示意图。
具体实施方式
[0018]以下结合附图，对本申请的具体实施方式作进一步说明。
[0019]如图1所示的工艺流程图所示，本申请技术方法的核心在于先制备中间产物Li-Mg二元合金锭，也可称之为Li-Mg二元合金元素或者锂镁合金元素，再利用锂镁合金元素与镁锭/铝锭熔炼得到相应的Mg-Li合金铸锭/Al-Li合金铸锭。
[0020]实施例1
本实施例用于制备LA141A镁锂合金锭，具体制备过程如下：
S1.选择碳酸锂盐和氧化钙作为原料，氧化钙中含有少量氧化镁，原料均是D50为85μm的粉体，碳酸锂盐和含少量氧化镁的氧化钙的质量份比=43:57。将碳酸锂盐和和氧化钙粉体混合后用压球机在45MPa下压成直径Φ20mm×25mm的圆柱体，在煅烧炉内，真空度为15Pa、温度为910℃的条件下煅烧8小时，得到复合氧化物锂酸钙。
[0021]煅烧反应如下：
Li2CO3+CaO=Li2O·CaO+CO2 ↑
Li2CO3+MgO=Li2O·MgO+CO2↑
同时，因为碳酸锂盐的制备方式多样，且制备原料丰富，其制备原料中涉及石灰石时，煅烧时石灰石中的白云石发生如下反应：
CaC03·MgC03 = Mg0·Ca0+2C02 ↑
因此，若原料中有石灰石对本申请技术方法不会产生影响，在煅烧过程中生成的微量氧化镁可以作为该步骤的反应原料。
[0022]同理，若氧化物原料选用铝氧化物与镁氧化物时，铝氧化物与锂盐的反应如下：
Li2CO3+Al2O3=Li2O·Al2O3+CO2 ↑。
[0023]S2.把复合锂酸钙、75号硅铁、萤石都磨成D50为80μm的粉体，锂酸钙：硅铁：氟化钙=82:16:2的质量份混合后，压球机在45MPa压力下将混合粉体压成35g/个杏核型的球团，其中硅铁为还原剂，萤石为助熔剂;然后将球团在真空反应炉内，真空度10Pa、温度1150℃下反应9.5小时，反应产生的气体进入冷却收集器中，气相中含有的金属被冷凝成凝聚相收集在冷却收集器中，得到亚稳态金属键的Li-Mg二元合金凝聚相。
[0024]还原反应过程如下：
2(Li2O·MgO)+Si=2MgO·SiO2+4Li↑
2(Li2O·GaO)+Si=2CaO·SiO2+4Li ↑
2(CaO·MgO)+Si=2CaO·SiO2+2Mg↑
同理，当原料中采用有铝氧化物时，其反应为：
2(Li2O·Al2O3)+Si=2Al2O3·SiO2+4Li↑
S3.将带有Li-Mg二元合金凝聚相的收集器投入到220℃的石蜡熔液中，恒温2小时后把石蜡熔体降温至203℃，保温1小时，Li-Mg二元合金液相凝固成固相，用漏勺捞出凝固的Li-Mg二元合金凝聚相，高熔点杂质沉入石蜡底部。
[0025]S4.将捞出的Li-Mg二元合金固体在串联的三级温度控制分别为235℃、250℃、265℃的不锈钢精馏釜内提纯，捞Li-Mg二元合金固体携带来的石蜡返回石蜡熔炼炉，86%的K、Na变气体除掉或成为高K、Na的另外一种产品，87%的Li-Mg二元合金中的杂质含量达到GB/T4369-2015标准，在质量份比为LiCl：MgCl2：LiF=63：6：31的熔剂以及氩气共同保护下用电炉在280℃熔炼，在充氩气的手套箱内把Li-Mg二元合金液铸成金属锭，用铝箔抽真空包装，得到提纯的Li-Mg二元合金锭。该Li-Mg二元合金锭中的锂含量为95%，Li+Mg的含量为99.5%。得到的Li-Mg二元合金锭作为以后制备Mg-Li合金(镁锂合金)、Al-Li合金(铝锂合金)的合金元素，下文也称之为Li-Mg二元合金元素或者锂镁合金元素。其中，高熔点杂质主要是高熔点氧化物、氟化物，具体为CaO、MgO、Li2O、2CaOSiO2、2CaOLi2O、FeO 、Fe2O3、CaF2、极少量Li2O、硅铁等。
[0026]S5.将洗净烘干的镁锭200kg放入常压电炉里的坩埚里，加热到750℃，45分钟后镁锭完全熔化，用步骤S4得到的Li-Mg二元合金元素32.7kg来制备LA141A镁锂合金，把铝箔包装的Li-Mg二元合金元素直接放入到镁液下300mm处，5分钟熔化完成后，机械搅拌25分钟，冷却到710℃并在圆柱形模具里浇铸成铸锭，得到镁锂合金铸锭。对制备得到的镁锂合金铸锭取样分析结果，其金属锂的收率达到94.35%，镁锂合金铸锭内各点的锂含量为14±0.1%，没有偏析现象出现，铸锭表面光滑无裂痕，检测其元素成分达到GB/T3499-2023的优质品标准。
[0027]实施例2
本实施例用于制备2195铝锂合金铸锭，制备锂镁合金元素(步骤S1-S4)的过程与实施例1相同。
[0028]S5.将洗净烘干的铝锭200kg放入常压感应电炉里的坩埚里，加热到750℃，45分钟后铝完全熔化，取出锂镁合金元素2.49kg，制备2195铝锂合金，把用铝箔包装的含锂95%的锂镁合金元素放入到铝液下300mm处，5分钟熔化完成后，机械搅拌25分钟，冷却到710℃采用半连续浇铸成铸锭，得到铝锂合金铸锭。对制备得到的铝锂合金铸锭取样分析结果，金属锂的收率为94.82%，铝锂合金内多点不同部位的金属锂含量在1.12±0.01%，金属锂在合金中无偏析，铸锭表面光滑，检测其元素成分达到GB/T 1196-2008的优质品标准。
[0029]本申请技术方法的关键之一在于先制取高质量的锂镁合金元素(即步骤S4得到的中间产品)，制备所得的锂镁合金元素的主要技术指标为锂收率、Li+Mg的含量以及Li含量。以实施例1为基础，针对步骤S1(煅烧工段)、步骤S2(真空热还原工段)和步骤S3(石蜡提纯工段)的不同技术参数，分析锂镁合金元素的锂收率、(Li+Mg)含量和Li含量这几个技术指标结果如表格1所示。其中除了表格中的变量参数，其余制备过程以及检测分析过程与实施例1完全相同。
[0030]表格1：
[0031]由表格1可以看出，采用本申请技术方法首先制得的高质量锂镁合金元素，其Li含量不低于85%，Li+Mg的含量不低于99.5%，Li的收率超过90%，甚至实施例4和实施例5中Li的收率超过了96%。通过以上实施例证明，本申请技术方法的工艺路线畅通，工艺参数和所选设备可满足制备锂镁合金元素的要求。该方法制造的锂镁合金是传统金属锂制造成本的2/3，可大大降低生产镁锂合金、铝锂合金制造成本;合金化制备过程不需要采用昂贵的真空熔炼炉，固定资产投资与同等锂产量相比减少了1/3，且无氯气污染。
[0032]其中，步骤S2的高温真空热还原反应为固-固反应，也就是反应物均是固体，产生气体的反应，固固反应要想进行，必须扩大接触面积，所以物料要磨细，但太细，物料表面能增加，又会自然聚合。所以要选择一定粒度，提高反应速度和收率，同样加压也是让分子间更好接近才能反应。因此，煅烧工段步骤S1锂盐的粒度一般为D50为75-90μm，钙、镁、铝的氧化物的粒度一般为D50为85-100μm，真空热还原工段步骤S2的原料粒度为D50为80-90μm。
[0033]为了进一步验证本申请技术方法的有效性和优势，将本申请技术方法与对掺法制备不同熔炼量镁锂合金、铝锂合金的方法进行对比，制备LA141镁锂合金的对比分析结果如表格2所示，制备2195铝锂合金的对比分析结果如表格3所示。
[0034]表格2：
[0035]表格3：
[0036]上述表格1中对比例1和表格2中的对比4与5的具体制备过程如下：
对比例1
采用对掺法制备镁锂合金：将洗净烘干的镁锭200kg放入真空感应电炉里的坩埚里，抽真空充氩气保持微正压，加热到750℃，45分钟后镁完全熔化，取出用铝箔真空包装的用电解法得到的金属锂37.90kg，制备LA141A镁锂合金铸锭，用钟罩法将铝箔包好的金属锂放入到镁液下300mm处，5分钟熔化完成后，通氩气搅拌25分钟，冷却到710℃浇铸成圆柱形铸件，对制备得到的镁锂合金铸锭取样分析结果，其金属锂的收率74.1%，含锂最高点16.63%，最低点12.36%，金属锂在合金中偏析严重。该对比例中的电解法为公知技术，本申请不作赘述。
[0037]对比例4
对掺法制备铝锂合金：将洗净烘干的铝锭200kg放入真空感应电炉里的坩埚里，抽真空充氩气保持微正压，加热到750℃，45分钟后铝完全熔化，取出用铝箔真空包装的用电解法得到的金属锂2.89kg，目标合金是2195铝锂合金铸锭，用钟罩法将铝箔包好的金属锂放入到铝液下300mm处，5分钟熔化完成后，通氩气搅拌25分钟，冷却到710℃采用半连续浇铸成铸锭，对制备得到的铝锂合金铸锭取样分析结果，金属锂的收率73.82%，含锂最高点1.96%，最低点为0.74%，金属锂在合金中偏析严重。
[0038]对比例5
对掺法制备铝锂合金：将洗净烘干的铝锭400kg放入真空感应电炉里的坩埚里，抽真空充氩气保持微正压，加热到750℃，45分钟后铝完全熔化，取出用铝箔真空包装的用电解法得到的金属锂5.83kg，制备2195铝锂合金铸锭，用钟罩法将铝箔包好的金属锂放入到铝液下300mm处，5分钟熔化完成后，通氩气搅拌25分钟，冷却到710℃采用半连续浇铸成铸锭，对制备得到的铝锂合金铸锭取样分析结果，金属锂的收率72.39%，含锂最高点1.98%，最低点为0.84%，金属锂在合金中偏析严重。表面出现数条深2-4mm、宽1-3mm、长度100-600mm不等的黑色沟，如图6所示，后续用车床对铸锭切削处理时易燃。
[0039]其中，表格2中的试验例1-7是以实施例1为基础制备LA141A镁锂合金铸锭，步骤S1-S4与实施例1完全相同;步骤S5中与实施例1的不同参数为单炉熔炼量(即所用镁锭的重量)和加入锂镁合金元素的重量，其余制备过程均相同。同理，表格3中的试验例8-14是以实施例2为基础制备2195铝锂合金铸锭，步骤S1-S4与实施例2完全相同;步骤S5中与实施例1的不同参数为单炉熔炼量(即所用铝锭的重量)和加入锂镁合金元素的重量，其余制备过程相同。且表格2和表格3中所有实施例、试验例和对比例的检测标准和方法均相同。
[0040]由表格2和表格3结果可知，传统对掺法只能制备小熔炼量(50kg级左右)的Mg-Li合金铸锭、Al-Li合金铸锭，当制备大熔炼量的合金铸锭时，会出现合金表面质量不达标，存在裂痕，甚至黑沟的情况，具体可参考图4和图5所示的400kg级LA141镁锂合金产品外观示意图，以及图6所示的400kg级2195铝锂合金产品外观示意图。如图4-图6这种表面质量不达标的产品，后续在使用时需要先车削处理裂痕和黑沟，造成大量浪费;同时对掺法制备的合金其锂收率低，造成了锂元素的浪费，且偏析严重，会直接影响产品的强度、刚度、模量等。而本申请方法制备的Mg-Li合金铸锭、Al-Li合金铸锭，无论是50kg级的小熔炼量，还是600kg级的大熔炼量，所制备的产品其外观质量和元素分析均符合国标的优质产品要求，可有效满足航空航天等大合金铸件的使用场景需求，且锂收率明显提升。本申请技术方法制备所得的Mg-Li合金铸锭、Al-Li合金铸锭可参考图2所示的400kg级LA141镁锂合金产品外观示意图，以及图3所示的400kg级2195铝锂合金产品外观示意图。
[0041]综上，本申请提供了一种常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺，是首先用锂盐和Ca、Mg、Al的氧化物通过还原反应制取Li-Mg 二元合金元素，再用Li-Mg 二元合金元素在常压下与镁锭或铝锭熔炼得到相应的Mg-Li 或 Al-Li 合金。本申请方法可以在常压下制备高品质Mg-Li、 Al-Li 合金大铸件，同时提升了锂的收率，不用电解金属锂做制取镁锂或铝锂合金原料，从而避免了传统锂电解产生氯气的污染。
[0042]以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
说明书附图(6)
声明：
“常压下大熔炼量高品质Mg-Li、Al-Li合金的制备工艺” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：山西晋东南神话新材料有限公司
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2025年03月21日 ~ 23日 
