随着输变电设备的发展需要,GIS(Gas Insulated Switchgear)即高压气体绝缘金属封闭开关设备已被广泛采用,其中铝合金壳体铸件是关键部件之一,目前采用低压铸造已成为生产GIS壳体的重要工艺,可以生产出合格率高、质量稳定及合金液利用率高的铸件,是GIS壳体铸造生产的发展趋势,但目前制约其发展的主要是生产过程中铸件缺陷问题。本文主要研究壳体类铸件在生产过程中出现的问题,并从三个方面进行缺陷的分析与解决。首先,通过开发用于壳体铸件的低压铸造工艺参数管理系统,来规范低压铸造工艺设计。其次,通过基于CAD/CAE的低压铸造工艺设计,分析隔离开关壳体铸件受均布载荷状态下的壳体表面应力分布,找出其薄弱部位,据此指导浇注系统方案的设计;本文设计了两套浇注系统方案:“树枝状”浇注系统和环形缝隙式浇注系统;利用数值模拟技术进行充型与凝固过程分析,并对缺陷进行预测,确定合理的浇注系统方案和优化后低压铸造工艺参数:浇注温度700℃左右、模具温度200~300℃;升液压力0.04MPa,升液时间15s,充型压力0.055MPa,充型时间30s,增压压力0.08MPa,增压时间15s,保压时间120s。最后,通过实际跟踪铸件生产过程,对铸件出现的铸造缺陷(气孔、缩孔与缩松、冷隔,夹渣,裂纹等缺陷)进行分析并提出解决方案,进一步优化工艺方案。通过金相与力学性能分析表明:铸件组织致密;力学性能可达到:σb≥250MPa,δ≥1.4,HB≥90。壳体的无损检测和打压试验表明,铸件内部无明显缺陷;铸件的气密性检测一次性合格率达到了98%以上,满足GIS设备需求。