铝锂合金具有密度低、比强度和比刚度高、耐蚀性和抗疲劳性能好等诸多优点,在航空航天等领域应用前景十分广阔。但是,目前铝锂合金的研发多集中于变形铝锂合金,铸造铝锂合金材料及其液态成形技术研究还处于起步阶段。锂的熔点低、化学性质极为活泼,铸造铝锂合金熔炼制备过程中易吸气和氧化,形成大量气孔和氧化夹杂,严重损害了铸件的力学性能。目前变形铝锂合金的熔铸多在真空或密闭氩气保护下进行,不适于大型复杂结构铝锂合金铸件生产。因此,开发大气环境下铝锂合金熔炼制备技术,尤其是高效的熔体精炼工艺对铸造铝锂合金的工业应用具有重要价值。本文以Al-2Li-2Cu-0.2Zr铸造铝锂合金为研究对象,采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等分析手段,结合密度、拉伸性能和流动性等测试实验,系统研究了不同精炼工艺（包括双级六氯乙烷精炼、双级氩气旋转喷吹精炼、六氯乙烷和氩气旋转喷吹双级复合精炼）对Al-2Li-2Cu-0.2Zr合金夹杂物成分、含量、合金密度、合金流动性和力学性能的影响。阐明了不同精炼工艺的净化机理,开发了铸造铝锂合金双级复合精炼技术,为其工业应用提供了理论和实验依据。主要研究成果如下:未进行精炼处理的Al-2Li-2Cu-0.2Zr铸造铝锂合金中,存在较多气孔与夹杂物缺陷,其中,夹杂物主要由Al_xO_y,Li₂O,LiH组成,平均体积分数高达1.836%。未精炼处理的合金密度仅为2.46g/cm³,流动性试样平均流动长度为800mm,T4态合金屈服强度为113MPa,抗拉强度为179MPa,延伸率3.9%。经过双级六氯乙烷精炼处理后,合金平均夹杂物体积分数降低至0.572%,合金密度提高到2.54g/cm³,流动性试样平均流动长度达到970mm,T4态合金力学性能也大幅提高。研究发现:该精炼工艺通过六氯乙烷与合金熔体反应生成大量气泡来去除气体与夹杂物,反应剧烈,效率高;但是,六氯乙烷精炼时产生的Cl₂会与Li反应生成LiCl,会使Li损耗率提高,并可能导致新的夹杂物形成。针对双级六氯乙烷精炼工艺出现的问题,开展了双级氩气旋转喷吹精炼工艺研究。经过双级氩气旋转喷吹精炼,合金平均夹杂物体积分数降低至0.421%,合金的密度增加、流动性大幅度提高。研究表明:该精炼工艺通过旋转喷头向熔体内部喷吹氩气来去除气体与夹杂物,氩气不与铝锂合金熔体反应,并且能提供保护气氛围,降低Li的损耗。但是氩气旋转喷吹精炼去除气体与夹杂物的效率不如六氯乙烷,尤其是在加Li前的第一级精炼过程中,合金净化程度较六氯乙烷精炼低。基于上述研究结果,本文结合六氯乙烷和氩气旋转喷吹两者的优势,提出了铸造铝锂合金双级复合精炼工艺,并阐明了该工艺的净化机理。研究发现:在铝锂合金熔炼过程中,加入Li之前采用六氯乙烷精炼,可以高效率地去除气体和夹杂物,加入Li之后采用氩气旋转喷吹,在防止Li烧损的同时将熔体内气体与夹杂物含量进一步降低。采用双级复合精炼能够将铸造铝锂合金中平均夹杂物体积分数降低至0.125%以下,合金密度达到2.59g/cm³,Li元素的损耗率由未精炼的23.7%降为14.4%,合金流动性试样平均流动长度增加到1240mm。T4热处理后,合金屈服强度、抗拉强度和延伸率分别达到142MPa、293MPa和18.1%,强韧性大幅提高。该双级复合精炼工艺显著的提高了合金的纯净度,为铸造铝锂合金大气环境下的熔炼制备奠定了技术基础,上述研究成果对开拓铸造铝锂合金的工业应用具有较大的理论与实际应用价值。