异形铝铸件，其工艺个性较强，需根据其形状结构及使用要求来进行工艺设计。由于形状较为复杂，异形铝铸件在进行工艺设计时，一是要确定铸件的浇注位置，考虑如何起模、泥芯如何设置；二是要观察铸件的补缩通道是否足够、冒口大小及位置是否合适；三是确定浇注系统的设置，要使铝液能较平稳地充型，又要有较快的充型速度以使较薄且方向急拐的隔板能够浇到，还要使直浇道中不带入裹携性气孔；四是要确保铸件壁厚尺寸和预防变形。
铝铸件的重量和尺寸范围都很宽，重量   轻的只有几克，   重的可达到400吨，壁厚   薄的只有0.5毫米，   厚可超过1米，长度可由几毫米到十几米，可满足不同工业部门的使用要求。一般对铝铸件的外观质量，可用比较样块来判断铝铸件表面粗糙度；表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铝铸件的内部质量，可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
铝铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如，机床铝铸件的耐磨性和尺寸稳定性，直接影响机床的精度保持寿命；各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度，直接影响泵和液压系统的工作效率，能量消耗和气蚀的发展等；内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铝铸件的强度和耐激冷激热性，直接影响发动机的工作寿命。
铝铸件铸造方法选择的原则：铝铸件优先采用砂型铸造,主要原因是砂型铸造较之其它铸造方法成本低、生产工艺简单、生产周期短。当湿型不能满足要求时再考虑使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。铝铸件铸造方法应和生产批量相适应,低压铸造、压铸、离心铸造等铸造方法，因设备和模具的价格昂贵，所以只适合批量生产，铝铸件可以单件铸造也可批量生产。
大型异形铝铸件通常采用砂型铸造工艺方法，在有特殊要求时，有时也采用半金属型铸造工艺方法，这时浇注系统的设置会受到限制，有时还容易出现铝液紊流现象，这需要采取其他方法加以补救。对于厚壁铸件，在工艺确定后，采用计算机凝固模拟分析对工艺设计加以验证及优化。由此可见，对于大型异形铝铸件，难以找到稳定的工艺模式来进行快捷的铸造工艺设计。我们以大型异形铝铸件—管体、轮毅、支腿垫块、螺旋桨等典型产品的铸造工艺在此作介绍。
该类铸件一般采用砂型铸造。铸件高度一般高于1m，体身分段间隔开孔，而两端面难以设置泥芯芯头。此类铸件在工艺设计时要注意以下因素：一是由于管体两端面难以设置芯头，故一般采用砂型铸造立浇工艺，壁厚较厚的一端朝上，以便于冒口补缩。二是由于无法在底部设置芯头，可在管体侧面做出间隔的悬臂芯头，对分段泥芯进行定位和支撑。三是该铸件宜采用底注，使铝液平稳上升，切忌顶注，以防铝水充型产生飞溅。四是外模在中段分模及分型，一方面便于分段下芯，另一方面在造型中可检查型腔壁厚。此外，若管体壁厚过薄，导致补缩通道过窄时，还可在分型面处设置补缩包进行分段补缩。
用于测量装置上的量规管体，材质为ZL104，该铸件高为1260mm，筒体长为890mm，筒体壁厚为40mm。考虑到花头上4格花瓣上孔外壁厚为60~100mm，故在砂型铸造立浇工艺中，把花头放在上端，在其上设置4个冒口。由于花头壁厚较大，补缩通道没有问题，故只需观察下端的筒体，其高度/壁厚=21.8,补缩通道尚可，不需进行分段补缩。铸件两端面均为十字筋结构，不能设置芯头。现将主体泥芯分为3段，且每段均在侧面做出悬臂芯头。用一组直浇道进行底注，并在筒体上分型面处接入，以改善铸件的温度梯度和铝液的流程，干型干芯。该产品毛坯质量为350kg，工艺出品率为72%。
该类铸件一般采用砂型铸造。轮毅形状像一个底部凸起，带有隔板的分格果盘。此类铸件在工艺设计时要注意以下因素：一是大平面容易产生氧化夹杂及气孔，应采用底注方式，使铝液尽可能地平稳充型。二是铝铸件浇注时，过粗的(大于φ30mm)直浇道极易产生裹携性气孔，故对于大型铝铸件可采用一组或两组直浇道进行浇注，每组直浇道由几根较细的直浇道组成。三是由于铸件上隔板较多且薄，浇注系统的设置应尽量保证隔板的充型。四是如果铸件壁厚较厚，采用计算机凝固模拟技术，对冒口及冷铁的设置进行优化设计。
用于大型特种风机的轮毅，材质为ZL104，该铸件外径为φ1676mm，高度为320mm，盘底凸起平面厚度为30mm，外圆壁厚为63mm,隔板壁厚为20mm，盘内等分为13格空腔，中间部位镶铸铸
铁轴套。采用盘底朝上的砂型铸造底注工艺，每格空腔都由1个泥芯形成(包括隔板圆孔和盘底圆孔)。浇注系统采用底注形式，且沿圆周均匀分布，以使铝液能平稳均衡地上升，尽量减少氧化夹杂，并较快地充满隔板。
由于外圆周壁厚达63mm，因此是厚壁铝铸件。在铸件外圆顶部圆周上，均匀地设置8个腰圆冒口，经计算机凝固模拟分析，可以不设置冷铁。需镶铸的铸铁轴套要烘干后下入型腔，轴套工作温度为90℃-120℃，铝液浇入型腔后将轴套镶铸，干型干芯。该产品毛坯质量为510kg，工艺出品率为78%。
该类铸件一般要承受很大的载荷，且质量不能太大以便搬运，故产品一般要求采用金属型铸造工艺，但在实际生产中，浇、冒系统仍在砂型中形成。由于浇、冒系统一般设置在铸件上方面垫块类铸件由于要承受载荷，内部有较多的隔板，结构较为复杂，这样金属液在顶注的情况下，型腔内会产生严重的紊流现象，氧化夹杂较为严重。该类铸件在工艺设计中要注意以下因素：一是铸件上平面要留有较大的加工余量以便尽可能去除浮在顶部的氧化夹杂。二是对于隔板较多的大型铝铸件，要避免产生浇不足缺陷，铸件本身的排气是十分重要的。三是在采用金属型铸造顶注工艺时，在不便于设置足够冒口的情况下，可以在关键部位设置漏斗形浇道，随着浇道中液面不断下陷，进行多次补浇以达到充分补缩的效果。
用于铁路起重机的支腿垫块，材质为ZL104。该铸件大端外径为φ850mm，小端外径为φ540mm，高度为208mm，小端平面厚度为15mm,隔板壁厚为12mm。在刚开始试生产时，按照通常情况，采用砂型铸造工艺，大端朝下，外层泥芯形成16个扇形空腔，内层泥芯形成含十字筋板的圆柱形空腔。小端上设置腰圆冒口3个。一组直浇道浇注，湿型干芯，产品   制成功，无铸造缺陷。该产品毛坯质量为87kg，工艺出品率为73%。
铝铸件浇注时，过粗的直浇道极易产生裹携性气孔，故对于大型铝铸件可采用一组或两组直浇道进行浇注，每组直浇道由几根较细的直浇道组成。
对于隔板较多的大型铝铸件，要避免产生浇不足缺陷，铸件本身的排气也是十分重要的。
在采用半金属型铸造顶注工艺时，在不便于设置足够冒口的情况下，可以在关键部位设置漏斗形浇道，随着浇道液面不断下陷，进行多次补浇，以达到充分补缩的效果。




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因为铝铸件表面存在的载化物薄膜，实际上是具备   耐蚀的作用，所以正常情况下的使用是不需要对其进行处理的，但是在某些机械的使用上，比如将铝铸件和事先选定好的磨料，或者是抛光剂等同时装在滚筒中对其进行反复滚磨的话，这样就可以有效的获取光洁的表面。
因为抛光的方式可以促使铝铸件的表面在光洁度上具备相应的反射能力，但是对于   终的主要效果，某些程度上和合金的类型，以及铝铸件的硬度等存在的   的关系；喷丸同样可以促使铝铸件获取无泽的表面，而选用钢丝刷的话，   可以获取比较平整的无泽的表面；那么涂漆、电镀和阳极等处理的方式，都可以有效的将铝铸件在防腐的性能上进行改变，   主要的是促使零部件的外观   加的美观大方。
大型铝铸件在凝固过程中，由于泥芯的阻碍作用，铸件外形与芯腔的收缩率不一致，可在水玻璃砂芯或树脂砂芯内放置硬砂块，水玻璃砂中应加锯末3%~5%(质量分数)以提高其退让性。对于平面方向尺寸较大，但高度方向较小的铝铸件，其模型与铸件都很容易产生变形，我们根据铸件的具体结构和形状加放防变形拉筋来加以处理。厚度较薄且方向急拐的隔板充型难度较大。在设计浇注系统时，应尽可能使铝液尽快地充满这些隔板。对我厂近些年来做的大型常见形状铝铸件，选出典型工艺案例，按其形状及工艺特征分为套类、帽类、环类、板类、箱类等五类，并对较为成熟的铸
造工艺简介如下。
当套类铸件高度≤1m，且高度外径≤1.2时，一般采用立浇方式，在铸件顶部设置腰圆冒口，在底部外侧设置补缩包，从补缩包上向铸件开设内浇道浇入。当铸件高度≥1m，且高度外径≥1.5时，一般采用卧浇方式，在铸件上圆弧面设置本身方(或椭圆)冒口，在水平分型面上设置补缩包，从补缩包上向铸件开设浇道浇入。对于壁厚相对较薄、补缩通道不够的套类铸件，采用立浇方式时，可在高度方向的中部分型，设置补缩包，以减短补缩距离；采用卧浇方式时，可在水平分型面上铸件两侧设置补缩包，其内浇道在铸件上、下半型位置处向上及向下各开高些，甚至可在铸件下半圆处进行局部加厚(打箍)，以加大补缩通道。
锥套材质为ZL104高度外径=0.43，高度壁厚=20.8，立浇时补缩通道尚可，若卧浇，由于直径很大，补缩通道明显不足，故采用砂型铸造立浇方式较好。该铸件大端朝下，小端朝上，这便于泥芯稳定放置。小端顶部设置4个腰圆冒口，考虑到大端下部厚度为50~左右，故在大端底面上设置8个补缩包，浇道也从此开入。湿型，水玻璃锯末砂干芯，特别要注意，对于直径这么大的铸件，工艺设计时芯盒收缩率   要小于外模收缩率，否则，内腔缩不回来，会影响铸件壁厚尺寸。该产品毛坯质量为170kg，工艺出品率为73%。
2.2帽类铸件
该类铸件常采用砂型铸造。当铸件高度小于1m，且高度外径≤1.2时，一般采用立浇方式，在铸件顶部设置冒口，在底部外侧设置补缩包，从补缩包上向铸件开设内浇道。当铸件高度大于1m，且高度外径≥1.5时，一般采用卧浇方式。这里要注意的是，卧浇时，由于泥芯水平放置，难以悬臂支撑，通常要在帽顶部开设工艺孔，通过帽类铸件的两端开口，泥芯采用两端支撑的方式。
用于试验架上的底座，材质为ZL205，该产品长1500mm，壁厚为17mm。长度壁厚=88，一端封口，象一个巨大的冰棍模，其内腔有相交叉的隔板，把内腔分为相互独立的4个部分。这给铸造工艺带来很
大的难度。这么长且薄的帽类铸件，显然难以采用砂型铸造立浇工艺，其一，由于补缩通道不足，铸件难以得到充分补缩；其二，泥芯由4块组成，立起来，难以   定位；其三，外壁两侧面为筋板，使起模十分困难。我们采用砂型铸造卧浇工艺。要注意以下3个问题：一是对于这么长的泥芯，无法采用悬臂的方法，只能将底座封闭的那端“帽顶”打开作工艺孔，待铸件主体部分完成后，另做一块帽顶进行焊接封口，这样芯头就可以从铸件两端出头挑在砂型上了；二是内腔要由4块三棱体的长泥芯拼合而成，对于这么长的距离，4块长泥芯会因自重产生挠度坠向下方，影响底座的壁厚尺寸，我们在4块泥芯间隙间以及在   下面那块泥芯和型腔底面间隙间下了铝芯撑，4块泥芯用细铁丝紧紧地捆为一体，加强其定位；三是将冒口设置在铸件两侧面而不设置在铸件本身上面，这样既能对底座内腔中交叉隔板较好补缩，又减少了铸件本身的清理工作。造型采用湿型，树脂砂干芯。该产品毛坯质量为145kg工艺出品率为72.5%。



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尽管与传统工业相比较，汽车用铝铸件   复杂且要求   有效的系统，但在铸造技术方面的投资还十分有限。简单的铸造技术和设备成为主要发动机生产厂家的“瓶颈”，并阻碍了生产效率的提高。
对于大型铝铸件，在实际生产中，由于热处理产生的变形，对后续工序的影响是至关重要的，因变形过大而导致报废的数量不少。为减小和控制热处理对大型铝合金铸件变形，可通过优化热处理工艺参数，采取增加等温阶段、控制升温速度和零件的入炉温度、提高淬火水温等工艺措施，来减小其热处理变形。
零件在加热升温过程中表面升温快，心部升温慢，表面和心部存在温差即存在热应力。加热速度越快，零件壁厚越大，温差就越大，所产生的热应力也就越大
铸造铝合金固溶处理淬火冷却时，冷却速度越快，产生的热应力越大，零件变形也越大。在保证冷却过程中不析出   相的前提下，降低冷却速度,能有效地减小零件变形。铸造铝合金固溶处理通常都采用水作为冷却介质，而水的冷却能力受其温度的影响很大。
大型铝合金铸件的热处理，通过优化热处理工艺参数，采取增加等温阶段、控制升温速度和零件的入炉温度、提高淬火水温等工艺措施(还可通过改善零件装夹摆放方式，以及使用校正等手段)，能够有效减小大型铝合金铸件热处理变形。
采用铝合金代替铸铁来生产汽车零件的历史   早可追溯到20世纪40年代。当时欧洲少数汽车厂，如意大利的菲亚特公司研制出了铝合金进气管和气缸盖，并开始少量生产。50年代，澳大利亚引进英国一公司的低压铸造技术生产了汽车用铝铸件。与此同时，前西德某公司对低压铸造技术作了进一步改进，生产出了结构复杂的铝合金零件。   通用汽车公司也开始大量生产轿车用铝铸件，如空冷缸盖、曲轴箱、发动机后盖等。60年代以后，由于高压压铸技术的发展，以铝合金为主的轻金属在汽车中的应用大大增加，奠定了现代汽车工业广泛采用铝铸件减轻汽车自重的基础。近20年来，世界汽车工业中铝铸件的应用在不断增加，据统计，全世界铝铸件的总产量每年大约按3%以上的速度增长，而在铝铸件的总产量中，大约有60%一70%的铝铸件应用于汽车制造，使得世界铝铸件的生产和应用与汽车制造业的发展产生了密切的联系。汽车工业中铝铸件应用的发展又以日本   为突出。在70年代初，日本许多汽车公司就开展并扩大铝合金在汽车发动机上应用的研究，开始广泛采用铝铸件代替铸铁来生产进气管、气缸盖，并开始少量生产铝制发动机。近年来，在发展铝铸件和塑料应用方面，日本一直都处于世界先进水平，日本轿车素以结构紧凑、舒适、重量轻、经济性好以及   可靠而占据欧美市场。
铝合金材料在国产汽车上的应用还较少，我国与欧美、日本等发达   相比差距较大，因此我国汽车制造业在扩大铝合金的研究与应用方面还有很大潜力可挖。
1.气缸体
气缸体是发动机的心脏，因此其铸造质量就十分关键，控制好就可以避免或减少汽车“心脏撞击”的危险。早期铝制气缸体一般采用低压铸造工艺和金属型铸造工艺，也有少量采用砂型铸造工艺。从近年来的趋势看，绝大多数厂家采用高压压铸工艺。目前国内铝合金气缸体的铸造方法仍是采用低压
铸造工艺。在过去很长一段时间里，铝气缸体并不像铝气缸盖那样被广泛采用，原因是铝气缸体的成本比铸铁气缸体的成本高，且通常使用的铝合金材料在某些性能方面(如耐磨性)也不如铸铁好。
但随着能源需求和环保的要求致使追求车辆轻量化成为一种观念之后，人们才认识到采用铝合金代替铸铁制造气缸体是一种必然趋势。同时，铝合金材料的研究和制造技术也在不断进步，一批性能
优异的铝合金开始用于生产。另一方面，铝铸件制造技术的不断进步使得大批量生产铝气缸体的成本费用也在不断下降。目前铸铝气缸体的应用已十分广泛，在现代轿车中的应用已经到了普及阶段。
尽管中国的汽车铸造工业还未能达到   先进水平，但也兴建了一些铸造厂，不过对一些常用的汽车铸件，如气缸体和气缸盖，中国仍然主要依赖进口。我国气缸体的生产还未完   产化，但一些主要的铸造厂家已经建设了较大的压铸生产线，并开发了铝铸件。
2.气缸盖
现代设计的轿车发动机缸盖都是用铝合金制造的。气缸盖是既复杂又很重要的铸造零件，燃烧室、发动机的进气管和排气管都安装在气缸盖内。气缸盖在发动机中是处于高温状态下工作，承受较大的热冲击且会导致应力集中，因而，铝合金就成了受欢迎的制品。采用铝合金制造气缸盖的优点除了重量轻以外，还有另外一个突出的优点就是导热性能优良。对于轿车、轻型车的发动机来说，使用铝合金气缸盖可以使发动机热效率   好，避免气缸盖内燃烧室中的零件产生过热现象。由于气缸盖是一种内腔结构复杂、壁厚又不均匀的铸件，且缸盖内腔还有压力密封性要求，给铸造工艺带来   困难。
传统上铝气缸盖铸造多采用金属型铸造工艺和低压铸造工艺，80年代以来出现了两种新的铸造工艺一一气化模铸造和砂型低压铸造，特别是前者，很适于气缸盖、进气管这类内腔复杂且需要砂芯成型的铸件。该工艺与传统工艺相比有许多优点：不分型、不起模、不使用砂芯、铸件容易清理、铸件表面光洁度好、尺寸精度高、适于大批量生产气缸盖的传统铸造方法是底注，这有利于将铝熔体均匀地填充到模子中，而现在中国广泛采用顶注，这样可使成形铸件   好地冷却且   有利于直接凝固中国的绝大多数铝制气缸盖的生产厂家采用低压铸造工艺，因为这能改善金相组织和力学性能。
3.活塞活塞是汽车发动机中燃烧室里的一个主要构件，它们的侧壁容纳着活塞环，相对于气缸的内壁形成密封。活塞对汽车发动机的能源起着决定作用。而对活塞材料的要求是：相对密度小、导热性好、热膨胀系数小、足够的高温强度和尺寸稳定性好等等，因而它们主要用铝合金或纤维增强的复合材料制成。铸造铝合金可满足上述大部分要求，尤其是国外应用广泛的(国内也已使用)高硅过共晶铝活塞合金   能满足这些要求。目前汽车发动机活塞几乎百分之百用铝合金制造，铝活塞的成型工艺主要采用的铸造方法是重力压铸、低压铸造和液态模锻(也称挤压铸造)。液态模锻是一种借鉴于压力铸造和模锻工艺而发展起来的新型金属成型工艺，用此工艺生产的铝合金活塞在机械性能、金相组织和铸件致密性方面均优于传统的金属型铸造。
4.壳类零件铸铝壳体类零件包括变速器壳、离合器壳、油泵壳、摇臂罩、齿轮盖、主制动缸壳等。这些零件几乎都是采用高压压铸工艺生产的，采用此工艺生产的铝铸件组织致密、机械性能好、表面光洁、尺寸   、加工余量较金属型铸造工艺和低压铸造工艺少，尽管此工艺工装费用较高，但由于生产率高，对于汽车铝铸件的大批量生产来说，总的费用相对而言并不算高。齿轮箱外壳是典型的较大的复杂铸件，其壁厚要求很薄，绝大多数铸造厂采用压铸技术来生产，为了提高铸件的质量，也采用一些其它方法，诸如低速压铸、双压力一压射冲压铸造以及真空铸造。
5.进气管由于进气孔结构的横截面不规则，所以生产汽车用进气管总是很困难。发动机的电子喷射和喷油技术需要   复杂的进气管生产技术，这也是为何EPC技术越来越受人们青睐的原因。就进气管而言，大卡车通常采用砂型铸造灰色铸铁构件，而私车则   喜欢铝合金构件。绝大多数生产方法都采用铸造工艺，包括EPC、重力压铸和压力压铸。
6.车轮车轮是一种要求较高的保安零件单从成本方面来考虑，目前仍旧是钢制车轮较为便宜，这也是目前使用钢制车轮较多的原因之一。随着轻量化趋势以及轿车产品整体结构的发展趋势越来越被人们认可，铝合金车轮的应用也不断扩大，因为铝制车轮具有重量轻、能减轻振动及外形美观等优点。据测试，铝合金车轮与钢制车轮相比，前者的重量可减轻30%一40，振动可减少10%一15%。铝合金车轮的铸造方法主要有金属型铸造、低压铸造、压力铸造及离心铸造。




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