高性能铝合金在装备制造领域实现零部件轻量化的过程中扮演着重要的角色。Al-Cu合金作为一种高强铝合金，具有良好的力学性能和机械加工性能。但是，较差的铸造性能以及严重的成分偏析制约着Al-Cu合金的发展。挤压铸造是一种兼具铸造和锻造特点的液态成形技术，其工艺流程简单，材料利用率高，并能获得组织致密、力学性能优良的合金铸件。本文研究了挤压铸造工艺参数、Cu含量、热处理工艺等对Al-Cu合金铸件的成分分布、显微组织以及力学性能的影响。研究了挤压铸造工艺参数对Al-5.0Cu-0.4Mn合金成分偏析和显微组织的影响，优化了挤压铸造工艺参数。挤压铸造Al-5.0Cu-0.4Mn合金铸件不可避免地存在Cu的宏观偏析，挤压铸造参数对成分偏析影响的大小依次为：浇注温度＞模具温度＞挤压力＞延迟时间。固液两相区中的液相流动是造成Cu元素宏观偏析的主要原因。一方面，增大挤压力加快枝晶间富铜液相向铸件心部流动；另一方面，液相流动与合金的凝固行为及组织结构等有关，细小的等轴晶组织增大对液相流动的阻力。Cu在α-Al中的溶解度随压力的增大而增加，随浇注温或模具温度的提高而减小。挤压铸件边缘的晶粒细小，出现平行于模壁分布的鱼骨状共晶偏析带，且从铸件表面到心部逐渐减少；铸件心部为粗晶区和细晶区交错分布的双峰组织结构，细晶区数量随挤压力的增大而增多，这是造成挤压铸造异常正偏析的主要原因。挤压铸造需严格控制两个临界挤压力，即消除收缩类铸造缺陷（缩松、热裂等）的最小挤压力PSC，以及避免宏观偏析的最大挤压力PMS。仅当PSC＜P＜PMS时，才能获得既无收缩缺陷又无宏观偏析的挤压铸件。在Al-5.0Cu-0.4Mn合金的基础上，通过调整Cu含量（3.0~7.0Cu）及加入微量变质剂，制备了一种Cu含量高于金属型铸造的挤压铸造Al-Cu-Mn合金（合金Ⅲ），其铸态下的抗拉强度和伸长率分别为228MPa和15.9%，T5热处理后则分别达到446MPa和19.8%。铸态下，重力铸造合金的抗拉强度随Cu含量的增加先增大后减小，挤压铸造合金的抗拉强度随Cu含量的增加而不断增大。挤压铸造合金Ⅰ（3.0~4.0%Cu）、合金Ⅱ（4.5~5.5%Cu）和合金Ⅲ（6.0~7.0%Cu）的抗拉强度和伸长率均明显高于重力铸造。经过T5热处理后，三种合金的抗拉强度均显著提高。在重力铸造条件下，合金Ⅱ的热处理抗拉强度最高，达到397MPa，伸长率为14.4%，但Cu含量超过4.5~5.5%后则会在淬火组织中残留Al2Cu等脆性相，降低热处理强化效果；在挤压铸造条件下，金合Ⅲ热处理后的抗拉强度最大。分析了铸件壁厚对一种高强Al-Cu-Mg合金的组织及力学性能的影响。铸件壁厚越大，合金的冷却速率减小，成分偏析越严重，同时晶粒尺寸随铸件壁厚的增大而增大，缩松缺陷也逐渐增多。铸态和热处理态Al-Cu-Mg合金的抗拉强度和伸长率均随壁厚的增大而减小。经T6热处理后，重力铸造Al-Cu-Mg合金的抗拉强度由第1级（壁厚15mm）的489MPa降低到第4级（壁厚75mm）的376MPa，而挤压铸造（80MPa）铸件则由495MPa略微降低到457MPa，铸件各处的抗拉强度和伸长率的差异较重力铸造下的明显减小。