复杂薄壁铝合金铸件在航空航天业、汽车制造业、机械制造业、船舶工业、国防工业等基础产业具有广阔的应用前景和和实用价值,但现有的铸造工艺还不能满足高质量的小型复杂薄壁铝合金铸件的生产要求,特别是那些薄壁区域占70%、内部具有复杂型腔和油路、最小壁厚小于2mm且存在壁厚突变的回转壳体铸件,其精密成型工艺仍不完善。本文通过对真空差压铸造工艺参数进行设计和计算,经优化后的工艺参数为:真空度为OKPa;充型压力为0.1MPa;充型速度为2.3m/s;保压压力为0.15MPa;升压速度为1×104Pa/s;保压时间为7min。本文的浇注系统采用了带有底冒口的底注雨淋式浇注系统,用整块冷铁代替顶部微冒口,且保留原有热节位置设置的冷铁并增加其厚度。此浇注系统的设计确保了金属液在充型过程中更趋于平稳,铸件热节和厚大部位凝固质量显著提高,铸件凝固时补缩通道的补缩效果更为明显。浇注系统、补缩系统和冷铁的合理设计和配合使用保证了铸件的平稳充型和顺序凝固。本文应用数值模拟方法对铸件充型和凝固过程进行模拟。模拟结果显示,铸件原始浇注温度(72℃)下,铸件充型时出现局部紊流现象,温度分布极不均匀,凝固时无明显凝固顺序,在铸件底冒口与型腔连接处残余应力大。缩松和缩孔预测结果显示缺陷数量较多,分布范围大,铸件质量较差。针对浇注温度这一影响铸件充型和凝固质量的主要因素进行优化分析,通过计算机模拟证实,相比于其他浇注温度,浇注温度为740℃时,铸件在充型和凝固过程中的流场、温度场和应力场的状态更好,缩松和缩孔等缺陷数量和尺度均较小,铸件成型质量良好。优化分析后确定该薄壁铝合金壳体铸件的最佳浇注温度为740℃。按照优化的铸造工艺卡片试制铸件,得到的铸件成型完整,表面质量良好。荧光、X射线、力学性能检测和微观组织观察结果显示,该铸件满足相应航空标准,铸件微观组织状态良好,综合力学性能高,满足航空发动机耐高温、高压、高腐蚀的使用要求。通过计算机数值模拟优化铸造工艺参数,可以有效缩短开发周期,提高铸件生产成品率,节约开发试制成本,确保铸件质量,是该类小型复杂薄壁铝合金铸件真空差压铸造的未来发展方向,对推动铸造技术发展具有举足轻重的作用。