[其他]鋁鋰中間合金的生產方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86108948
• 申請日: 1986-12-30
• 公開（公告）號: CN1004497B
• 公開（公告）日: 1989-06-14
• 發(fā)明（設計）人: 趙義發(fā);王玲
• 申請（專利權）人: 冶金工業(yè)部包頭稀土研究院
• 代理公司: 冶金專利事務所
• 代理人: 陳佩琦

一種鋁鋰中間合金的生產方法，采用純凈的氯化鋰作電解質，液態(tài)鋁作陰極，電解操作過程不需要惰性氣體保護，工藝簡單，合金雜質含量少，產率高，電流效率大于９９％，可定量制取含鋰１５％以下的鋁鋰中間合金。

本發(fā)明是一種采用熔鹽電解生產鋁鋰中間合金的方法。

鋁鋰合金是近年突出發(fā)展起來的一種新型航空材料，它具有比重輕、強度大、彈性模量高等優(yōu)點，是目前能夠和成本較高的纖維材料相競爭的最有前途的材料。在鋁鋰合金材料研究中，鋰向鋁中的溶解方法是重要的研究內容之一。

眾所周知，鋰是所有金屬中最輕的元素，比重只有0.53克/厘米³，是鋁的五分之一。同時，鋰的熔點比較低，為180.5℃，而鋁的熔點是660℃，兩者相差較大，因而使鋰向鋁中溶解比較困難。在采用對摻法溶解鋰時，鋰往往浮于熔體上部，容易和大氣中的氧、氦、水份等反應，不僅使金屬鋰的收率很低，而且容易產生一種難聞的氣體，惡化操作環(huán)境，損害操作人員的健康，如果采用惰性氣體保護，雖然可以減少上述危害，但卻增加了成本。

采用KCl-LiCl二元體系進行電解，利用固體鋁條做陰極，電流密度為0.005～1A/cm²的生產鋁鋰合金的方法（EPO APPlication number：84113839.9）由于選用低電流密度，使中間合金的產率很低，同時利用固體鋁條做陰極和采用多元體系電解質，不僅使鋰向鋁中的擴散速度緩慢，而且給加工和操作也帶來了許多麻煩。為了改善上述缺陷，本發(fā)明提出一種用單一熔鹽、液體陰極、高電流密度電解生產鋁鋰中間合金的方法。

本發(fā)明采用石墨坩堝盛置熔融的氯化鋰電解質，石墨坩堝本身還兼作陽極，將一定量的鋁塊裝在一個有絕緣作用的容器內，置于熔融的電解質內底部，待容器內鋁塊熔化后，將鉬棒插入鋁液中作為陰極，整個熔體溫度靠電爐外加熱維持。電解溫度控制在740～810℃，電解過程電流密度為1.2/3A/cm²，從陰極析出的鋰隨即在鋁液中擴散并與鋁形成鋁鋰合金。為了使合金中鋰分布更趨均勻，在出爐前需多次攪拌，然后取出坩堝，將熔融的鋁鋰合金傾入鑄模中速冷成錠。

合金中鋰含量依電解電流及通電時間而定，電流效率一般大于99%。用本發(fā)明的方法可以直接定量制得含鋰15%以下的鋁鋰中間合金。

與已有技術相比，本發(fā)明采用單一純凈的鋰鹽作電解質，不需惰性氣體保護，因此操作工藝簡單，設備費用低，同時，鉀、鈉、鈣等雜質含量少，電解產率高。

下面列出發(fā)明人曾進行過的五個實施例，例1～例4列于表中：

實例5

將純凈的氯化鋰置于石墨坩堝中，用電爐外加熱使其熔融。隨著鋰鹽熔化補加氯化鋰，使之達到要求的液面高度。再將稱好的鋁塊放入絕緣坩堝，烘烤后小心放入熔鹽中，穩(wěn)定在石墨坩堝下底中部，待鋁塊熔化后插入鉬導電棒，控制電流密度1.7A/cm²，電解溫度790±10℃。電解過程中，每隔10分鐘攪拌一次，每次2～3分鐘，60分鐘后停止電解，取出坩堝，將熔融的鋁鋰合金倒入鑄模中速冷。合金中鋰含量11.63%，電流效率99.8%。