过共晶铝硅合金因具有耐磨性好、热膨胀系数低、比重小等优点,在汽车工业领域,如活塞、发动机壳的制造上应用广泛。但是,未经变质的过共晶铝硅合金组织中存在大量的五瓣星状、板块状的初晶硅和长针状共晶硅,一定程度割裂了Al合金基体,削弱了合金的综合力学性能,制约了过共晶铝硅合金在工业上的应用。因此,科研工作者们多年来致力于采用合理手段对过共晶铝硅合金的硅相组织进行变质细化来提高合金的使用性能。本文主要利用金相显微镜（OM）、X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、硬度计和磨损摩擦实验机等测试手段,研究了空心SiO2和Al（NO3）3对Al-24wt.%Si合金中初晶硅的变质细化作用和铸造工艺条件影响规律及对合金硬度、耐磨性的影响。结果表明,以SiO2@PS球为空心SiO2前驱体的变质剂对Al-24Si合金中的初晶硅有明显的细化效果。通过利用模板法制备的5μm及10μm两种粒径SiO2@PS球对Al-24wt.%Si合金进行变质细化的正交实验研究发现:粒径为5μm的SiO2@PS球可将Al-24 wt.%Si合金中的初晶硅由110μm细化至50μm以下;粒径为10μm的SiO2@PS球可将Al-24 wt.%Si合金的初晶硅细化变质到55μm以下。两者变质效果相当。实验确定了SiO2@PS球对Al-24 wt.%Si合金的最佳变质工艺参数为:变质温度830℃,保温时间15min,添加量0.6wt.%。分析认为,SiO2@PS球颗粒加入到过共晶铝硅合金熔体中与Al基体发生反应原位生成了Si和Al2O3。Al2O3和Si均为立方结构,且具有约3%的小晶格失配度,原位生成的Al2O3粒子与铝合金基体具有良好的润湿性且分散性较好。所以,原位生成的Si和Al2O3均可以成为初晶硅形核的核心,增加硅相形核核心的数量,从而起到了细化硅相的作用。即原位生成的Al2O3对过共晶铝硅合金中硅相的变质符合异质形核机理。为了进一步优化对硅相的变质细化效果,本文设计并研究了一种新型复合变质剂SiO2@PS-Al（NO3）3,并实验得出变质剂的最佳添加量为:0.5wt.%SiO2@PS球+0.04 wt.%Al（NO3）3。复合变质后,合金组织中的初晶硅平均尺寸由110μm细化至32μm以下。说明复合变质效果优于单一的SiO2@PS球变质效果。通过摩擦磨损实验发现,经SiO2@PS-Al（NO3）3复合变质后合金的耐磨性能得到明显提高,与未变质的合金相比,磨损质量减少了约35%。