振动铸造可以提高铸件的力学性能、改善凝固组织、减小铸造缺陷,是金属成型工艺一个新的发展方向。然而,高频振动铸造在国内的研究仍处于起步阶段,很少有文献对某类重要零件进行高频振动工艺的研究。因此,本文以ZL108铝合金活塞为研究对象,进行了高频振动工艺的理论研究和实验分析,研究具有一定的理论及实际应用价值。论文的主要工作和成果如下:1.根据金属凝固热力学和动力学理论,研究了高频振动对金属凝固的影响,指出高频振动可以增加熔体的过冷度;根据枝晶破碎理论,建立了高频振动铸造枝晶折断的数学模型;根据缩松、缩孔的成形条件,分析施加高频振动可以减少铸造缺陷。2.对铝合金活塞的结构及性能要求进行了分析,总结了目前铝合金活塞成型工艺中存在的主要问题,根据专业铸造有限元分析软件Procast对ZL108铝合金活塞进行了数值模拟,并利用正交试验得到了最优的浇注工艺参数组合(700℃的浇注温度,0.3kg/s的浇注速度和150℃的模具温度)。3.根据正交试验法,设计了高频振动铸造的实验方案,对高频振动装置进行了振动原理和振动台结构的分析,设计了 6110型号铝合金活塞的专用模具,并根据高频振动装置和专用模具搭建了实验工艺台架。4.进行了高频振动铸造实验,从力学性能、凝固组织和铸造缺陷三个角度研究了高频振动铸造相对于普通金属型铸造的优势;利用正交试验法,对高频振动工艺参数进行了优化设计,得出了最优的振动工艺参数组合(振动幅度为40μm,振动频率800Hz,起振时间为5s,振动时间为25s)。本文通过高频振动铸造理论研究和实验分析,为ZL108铝合金活塞高频振动铸造工艺参数的优化提供了依据,对重要产品高频振动工艺的开发提供了借鉴。