本发明涉及合金技术领域，具体地说，涉及一种铝锂合金。
背景技术：
铜材有着较好的导电性和导热性，在输送电流时能够减少电能的损耗。目前，我国电线电缆行业超过60%均使用铜材制造，并且每年用来生产线缆的铜消耗量占到国内用铜总量的60%以上。中国是一个铜资源匮乏的国家，用铜大量依靠进口。铜市场供求矛盾凸显，导致价格一路飙升。此外，铜电缆还具有施工安装难度大、安装成本高、易盗、易老化等缺点。许多电线电缆企业努力开发性能优异的铝材料以满足电线电缆产品的特殊需求。据测算，在传输电流相同的情况下，铝导体的截面要比铜导体大61%。所以，从导体重量方面来说，要使两种导体具有相同的载流量，所需要的铜导体的重量大约是铝导体的两倍。另外，铜铝的价格比大约是3.5左右，等效铜导体的成本是铝导体的7倍。无论从原材料生产、加工、制造再到运输、安装、运行、回收，铝合金电缆比传统的铜芯电缆有不可比拟的经济环保优势，是铜线缆的最佳替代品。
铝合金电缆对于中国电缆行业而言意义非凡，以铝合金替代铜作为导体的铝合金电缆对于中国电缆市场而言意义不言而喻。而且，采用铝芯电缆代替铜芯电缆有较多的优点。在投资成本方面，相同载流量的铝芯电缆和铜芯电缆相比，35千伏铝芯电缆可节约成本40-60%，10千伏铝芯电缆可节约成本50-0%，且电缆截面越大，效果越明显。同时，在运输、敷设架空等施工方面，由于铝芯电缆外径小，重量轻，较铜芯电缆省力、省工，电缆附件的配套也较容易解决。在配网建设工程中，使用铝芯电缆，既能满足电网建设发展的要求，又能降低工程建设成本。
在铜资源严重缺乏的情况下，电缆行业以铝代铜无异于一场材料革命。随着铝代铜技术的越来越成熟，通过节省原材成本及城镇化建设的推进等，预计未来，我国的铝合金电缆市场将会呈现高速增长的景象，铝合金电缆即将开启一个全新的电缆时代。众所周知，电缆在整个电力传输的过程中发挥着至关重要的媒介作用，随着西电东输、电网改造等工程的实施和城市化建设的逐步推进，对电缆的需求量也呈现出高涨的态势。未来几年，我国将大规模建设智能电网、核电、铁路、建筑等，对电线电缆产品的需求会增大。如何能够节约成本、增加效益，成为各电线电缆生产企业的头号难题。
开发高强高导电铝合金有两种方法，一种是加入合金元素通过固溶强化来强化基体，另一种是通过加入第二相强化相形成铝基复合材料。国内外目前己经开发的新型高强高导电铝合金的导电性还不是太高，没能超过纯铝的导电率(65%iacs)，不能完全满足电缆行业在极端环境下对导电率的高要求。锂作为合金化元素加入铝合金中可以大大提高铝合金的弹性性能，导电性能和耐高温软化性能。开发新型高强、高导、高耐磨、高软化温度的铝锂合金已成为必然。
铝锂合金最大的特点是在冶炼过程中因为铝锂合金熔体容易燃烧，生成疏松的氧化膜和氮化膜。这种不致密的熔体表面化合物膜不能阻止氧气和氮气向熔体表面的扩散，导致了铝锂合金熔体在熔炼过程中的不断氧化和消耗。因此，目前在铝锂合金的冶炼中一般采用氩气保护的方法来进行合金制备，而且冶炼温度在750-800度左右。锂由于蒸气压过大导致在冶炼过程中挥发过度，最后合金中剩余的锂含量过低。一般而言，采用氩气保护的方法熔炼的铜锂合金，最终锂的收得率只有40-60wt.%左右。而且该方法不同程度地存在着铸件易产生熔剂夹杂、设备复杂及生产成本高等缺点。因此使铝锂合金的研制、开发与应用受到了限制。因而在急需大规模使用铝锂合金的工业和国防领域，一直存在着现有产量少，工艺繁琐，成本高等急需克服的现状。
寻求更好的冶炼方法成为铝锂合金应用研究和产业化中的关键问题之一。通过合金化的方法达到防止在冶炼过程中铝锂合金熔体的氧化，是解决铝锂合金冶炼问题的发展方向之一。合金化阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发的机理是在合金中添加合金元素来影响合金氧化的热力学与动力学过程，在合金表面形成具有保护作用的致密氧化膜和氮化膜，达到阻止合金剧烈氧化的目的。与氩气保护相比，合金化阻燃可以消除熔剂夹杂，提高合金的力学性能与抗腐蚀性能，降低对大气的污染。但是，作为一种结构材料，只具有熔炼时的阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发性能是远远不能满足要求的，更重要的是最终铝锂合金产品还要同时拥有令人满意的力学性能和导电性能。因而如何在铝锂合金中平衡各种合金元素的含量，制备出在大气环境下阻燃和防止锂在熔炼过程中挥发的铝锂合金，且具备优异的力学性能和导电性能，是当前铝锂合金的一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以在750-800度大气条件下进行熔炼的al-li-co铝锂合金及其加工工艺。且在此温度区间熔炼的合金最终产品具有优于现有电缆用铝合金的力学性能,导电性能和耐腐蚀性能。该方法还具有生产成本低，便于大规模生产的特点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种具有在750-800度之间熔炼时高强高导电耐蚀al-li-co铝锂合金。按重量百分比计，合金的组成为：li:2.0-3.0wt.%,co:1.5-2.8wt.%,cr:1.0-1.5wt.%,pd:0.3-0.4wt.%,sr:1.4-1.8wt.%,be:0.2-0.6wt.%,nb:0.2-0.4wt.%,gd:0.1-0.2wt.%,th:0.1-0.2wt.%，b:0.2-0.6wt.%，余量为铝。该铝锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量在2.0-5.0wt.%左右。
上述铝锂合金的制备方法，包括如下步骤：将如上配比的原料加入到大气保护下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到750-800度形成合金溶液，并利用电磁搅拌效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在750-800度保温10分钟浇到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为8-10m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为5-15%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：230度，2.8个小时；轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理470度，4.8小时；真空时效处理190度，2.6小时。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明专利针对目前高温下铝锂合金在熔炼时需要进行保护熔炼的现状提供了一种新颖的保护解决方案。通过优选合金中的主要和次要添加元素，从而有效地防止在熔炼状态下铝锂合金发生燃烧和过量蒸发现象进。通过优选的合金化办法，不仅可以大大降低合金元素使用量的缺点，还可以获得非常好的阻燃效果和提高锂收得率，最终产品中锂的含量占初始锂加入量的80-90wt.%左右。
（2）合金熔炼时，熔体具有静态(熔体的保温和静置)和动态（熔体的搅拌）两种形式。本专利提出的al-li-co铝锂合金在静态下具有极其优异的阻燃性能，可以达到在750-800温度范围内在大气环境下静置5个小时而没有明显的燃烧。在动态过程中，例如对液态合金进行搅拌、吹气等熔体处理过程中，当其表面膜因剧烈搅拌被破坏后，仍能快速再生，成功阻碍合金的燃烧。所得合金表面氧化膜和氮化膜都有非常好的塑性和粘度，能够完整地铺展和覆盖住合金表面，有效阻挡大气侵入合金液内。且该铝锂合金在熔炼过程因为挥发和形成炉渣等原因而损失的重量小于5.0wt.%左右。
（3）该al-li-co铝锂合金在加入锂后，由于锂具有优异的脱氧除气作用，从而使晶粒得到细化。此外，该合金具有低的液固相凝固温度范围，可以解决铸造时热裂倾向大，铸造空洞和疏松明显制品成品率低等技术难题。冶炼加工方法简单，生产成本比较低，降低了对设备要求。在保证具备阻燃性的同时，也使得合金使用寿命和高温下力学性能有了进一步提高，便于工业化大规模应用。
（4）该材料具有高于一般电缆用铝合金室温下的力学性能：屈服强度为120-140mpa，抗拉强度为180-240mpa，延伸率为15-18%；常见电缆用铝合金的力学性能为：屈服强度为80-120mpa，抗拉强度为120-160mpa，延伸率为12-15%。并具备高导电性能，导电率（%iacs）为70-75，而现有电缆用铝合金的电导率小65。在海水中该材料的腐蚀速度为3×10-4mm/年，做成铝合金电缆可以在海洋性的环境下使用40年而没有明显的性能退化。该材料密度低，一般维持在2.5-2.6g/cm3左右。
具体实施方式
实施例1
一种具有750度熔炼高于纯铝电导率的耐蚀al-li-co铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:2.6wt.%,co:1.9wt.%,cr:1.2wt.%,pd:0.3wt.%,sr:1.4wt.%,be:0.4wt.%,nb:0.3wt.%,gd:0.1wt.%,th:0.1wt.%，b:0.3wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到750度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在750度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为8m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为8%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：230度，2.8个小时；轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理470度，4.8小时；真空时效处理190度，2.6小时。该材料具有高于一般电缆用铝合金室温下的力学性能：屈服强度为129mpa，抗拉强度为204mpa，延伸率为16%；常见电缆用铝合金的力学性能为：屈服强度为80-120mpa，抗拉强度为120-160mpa，延伸率为12-15%。并具备高导电性能，导电率（%iacs）为71，而现有电缆用铝合金的电导率小65。在海水中该材料的腐蚀速度为3×10-4mm/年，做成铝合金电缆可以在海洋性的环境下使用40年而没有明显的性能退化。该材料密度低，一般维持在2.6g/cm3左右。该合金在750度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致的原材料损耗率能控制在2.4wt.%左右。
实施例2
一种具有780度熔炼高于纯铝电导率的耐蚀al-li-co铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:2.7wt.%,co:1.9wt.%,cr:1.4wt.%,pd:0.3wt.%,sr:1.6wt.%,be:0.5wt.%,nb:0.3wt.%,gd:0.1wt.%,th:0.1wt.%，b:0.4wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到780度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在780度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为9m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为8%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：230度，2.8个小时；轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理470度，4.8小时；真空时效处理190度，2.6小时。该材料具有高于一般电缆用铝合金室温下的力学性能：屈服强度为132mpa，抗拉强度为218mpa，延伸率为17%；常见电缆用铝合金的力学性能为：屈服强度为80-120mpa，抗拉强度为120-160mpa，延伸率为12-15%。并具备高导电性能，导电率（%iacs）为72，而现有电缆用铝合金的电导率小65。在海水中该材料的腐蚀速度为3×10-4mm/年，做成铝合金电缆可以在海洋性的环境下使用40年而没有明显的性能退化。该材料密度低，一般维持在2.6g/cm3左右。该合金在780度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致的原材料损耗率能控制在3.8wt.%左右。
实施例3
一种具有790度熔炼高于纯铝电导率的耐蚀al-li-co铝锂合金。按重量百分比计，合金的化学成分为：li:2.1wt.%,co:2.3wt.%,cr:1.2wt.%,pd:0.4wt.%,sr:1.6wt.%,be:0.5wt.%,nb:0.3wt.%,gd:0.1wt.%,th:0.1wt.%，b:0.4wt.%，余量为铝。合金的制备方法：将如上配比的原料加入到大气环境下的感应电炉内，并采用碳化硅坩埚。感应加热到790度，形成合金溶液，并利用电磁效应充分搅拌10分钟左右。将合金液体在790度保温10分钟浇铸到热顶同水平设备内进行半连续铸造，铸锭下移速度为9m/min。将铸锭在室温下进行变形处理，每道次的轧下量为8%。每3道次轧制需要进行一次中间热处理来消除加工硬化，工艺为：230度，2.8个小时；轧制后的最终热处理工艺为：真空固溶处理470度，4.8小时；真空时效处理190度，2.6小时。该材料具有高于一般电缆用铝合金室温下的力学性能：屈服强度为124mpa，抗拉强度为208mpa，延伸率为17%；常见电缆用铝合金的力学性能为：屈服强度为80-120mpa，抗拉强度为120-160mpa，延伸率为12-15%。并具备高导电性能，导电率（%iacs）为74，而现有电缆用铝合金的电导率小65。在海水中该材料的腐蚀速度为3×10-4mm/年，做成铝合金电缆可以在海洋性的环境下使用40年而没有明显的性能退化。该材料密度低，一般维持在2.6g/cm3左右。该合金在790度和5个小时内之间进行大气环境下搅拌，精炼等熔体处理而不发生明显烧损现象，且材料由于蒸发和形成炉渣的原因而导致原材料损耗率能控制在3.5wt.%左右。