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1.前言
◆ 航空、航天、汽車等行業鋁合金結構件的特點和發展趨勢
（1）減重、節能、降低制造成本
（2）結構整體化、輕量化、薄壁空心化
（3）高精度、高性能、高可靠、低成本、短周期
◆復雜鋁合金精密鑄件的研制和應用
（1）高強高韌、高鑄造性能的鋁合金
（2）特種精密鑄造工藝

2.鑄造鋁合金研究和應用現狀與發展趨勢
◆概況
（1）鑄造Al-Si系合金鑄造性能優越，但力學性能水平低
（2）鑄造Al-Cu系合金鑄造性能差，構件易產生缺陷，可靠性低

◆ 研究和發展趨勢
（1）鑄造Al-Si系合金
▲ 提高力學性能水平：
▲ 合金化(Sc、Ag等)
▲ 成分優化和純化(適當調節Mg、Si、Cu等合金元素成分范圍，控制Fe含量)
▲ 熔體處理(細化、變質、精煉、消除組織遺傳等)
▲ 熱處理
◆ 研究和發展趨勢
（1）鑄造Al-Cu系合金
提高鑄造性能或進一步提高力學性能水平：
▲ 合金化(Sc、Ag等)
▲ 成分優化和純化(適當調節Cu、Mn、Ti、Cd 等合金元素成分范圍，控制Fe、Si、Mg含量)
▲ 熔體處理(精煉、細化、消除組織遺傳等)
▲ 熱處理
3.鋁合金特種精密鑄造工藝研究和應用現狀與發展趨勢
◆概況

◆ 研究和發展趨勢
（1）計算機技術
可進行鑄件工藝設計和模具加工，實現充填和凝固過程的流場、溫度場、缺陷等預測，直接預測鑄件組織(性能)、應力(尺寸)：
▲ 成熟的三維設計軟件；
▲ 流場和溫度場模擬較成熟，進入商品化和實用化階段；
▲ 組織和應力模擬尚待完善和發展；
（2）特種型芯技術
鑄件整體化、薄壁空心化的發展，促使特種型芯技術的發展：
▲ 可溶型芯(過程可溶和鑄件澆注后可溶)
▲ 可熔型芯
▲ 精密砂型易潰散型芯
（3）精密鑄造方法
根據鑄件結構和要求選擇，多種精密鑄造方法共存：
▲ 熔模鑄造
▲ 石膏型鑄造
▲ 精密砂型
▲ 復合精密鑄造
（3）熔體處理技術
與鑄造鋁合金熔體處理技術一致
（4）澆注成形方法
根據鑄件結構和要求選擇，多種澆注方法：
▲ 重力澆注
▲ 反重力澆注
低壓鑄造、差壓鑄造、真空吸鑄、調壓鑄造
▲ 磁感應澆注
▲ 充填和凝固過程組織結構(含缺陷)和形狀尺寸變化規律
（5）熱處理技術
使鑄件獲得最佳力學性能，防止鑄件變形：
▲ 組織結構演變機制和規律
▲ 應力形成和變化機制與預防措施
4.研究和應用實例
◆ 合金和鑄件性能
－－離心葉輪
（1）要求
▲ 工作轉速為64,000rpm
▲ 結構復雜、壁厚不均勻
▲ 鑄件性能、尺寸精度、表面和內部質量等要求高


超轉試驗

應力分析

（2）工藝方案設計
▲ 成分優化、純化、純凈化處理
▲ 熔模、金屬型復合鑄造
▲ 真空吸鑄加壓凝固

組織設計------------------------------ 工藝方案-------------------------------- 澆注方法


（3）精密砂型鑄造方法研究和應用
▲ 典型零件特點

（4）工藝方法
▲ 計算機技術；
▲ 特種型芯技術
▲ 精密樹脂砂型鑄造方法；
▲ 澆注方法
▲ 檢測技術
▲ 計算機技術

▲ 特種型芯技術

▲ 精密樹脂砂型鑄造方法

▲ 澆注方法 －－反重力澆注

▲ 大型工業CT無損檢測方法


5.結束語
◆ 高強高韌鑄造鋁合金
(1)傳統合金 －－挖掘其潛力、提高綜合性能
▲ 鑄造Al-Si系合金主要通過成分優化、純化、凈化、細化、變質、熱處理等途徑提高性能
▲ 鑄造Al-Cu系合金主要目標提高鑄造性能
(2)新型合金
▲ 通過合金化、增強時效強化，研制和開發新合金
(3) 鋁合金精密鑄造工藝－－解決復雜薄壁整體鋁合金精密鑄件工藝關鍵
▲ 計算機技術的綜合應用
▲ 特種型芯的研究與開發
▲ 新型精密鑄造方法的研究和應用－－精密砂型和復合型
▲ 反重力澆注技術的研究和應用