过共晶铝硅合金具有密度小、热膨胀系数小、耐磨性能好和铸造性能好的特点，因此此类合金在生产耐磨性要求高的铸件上得到了广泛的应用。A390合金是上世纪由美国研发的一种硅含量达到16.0％～18.0％的高硅过共晶铝硅合金。由于A390较高的含硅量，使得该合金在铸造过程中获得的组织中，粗大的块片状初晶硅分布不均，共晶硅呈现针状形貌，这样的硅相组织形态严重的恶化了合金的力学性能，并降低了切削加工性能，特别是由于合金中粗大的初晶硅相容易从较软的基体上脱落，使合金的耐磨性无法得到充分的发挥，控制A390合金硅相形态成为了该合金得以应用的重要环节。 本文即以探索A390合金硅相控制手段为目的自行设计了重力浇注模具，然后采用P、混合稀土和Sr三类变质剂不同组合对过共晶铝硅合金A390实施变质处理，研究了不同变质工艺对初晶硅的影响规律。对其经过T6热处理后的力学性能、硬度和耐磨性进行了测试。另外，通过对不同变质处理后的A390合金的显微组织、变质剂的残留量和磨损表面形貌的分析和测定，研究考察了各种变质元素对硅相控制的机理，找到了A390合金硅相控制的最佳途径。 研究表明，采用P类变质剂对过共晶铝硅合金A390进行变质，只能细化初晶硅，无法变质共晶硅。同样，单独加入La元素，也只能使初晶硅得到细化，共晶硅形貌没有发生改变。采用P-RE复合变质，则初晶硅和共晶硅均得到了变质细化效果，初晶硅平均尺寸由单独P变质时的56μm减小到36μm，分布更加均匀，而且共晶硅也从长针状变为短棒状。采用含有La、Ce的混合稀土变质时，La/Ce=2时对初晶硅的变质效果优于La/Ce=3时的变质效果。经过P加混合RE复合变质后，其性能达到了：σ0.2=302MPa，δ=0.60％，HB=163。 P-Sr复合变质过共晶铝硅合金时，变质剂的加入顺序对变质效果产生重要影响。先加入P后加入Sr时，初晶硅变为花瓣状形貌，共晶硅转变为细小的圆点状；相反地先加入Sr后加入P，与单独P变质相比，初晶硅进一步细化，共晶硅变为短棒状。采用Sr-P复合变质过共晶硅铝硅合金时，先加入0.05％Sr，后添加1.0％PM，孕育20min后在760℃浇注时，能够得到比较理想的变质效果，初晶硅平均尺寸为36μm，最大尺寸为62μm，而且分布均匀。此时，σ0.2=278MPa，δ=0.64％，HB=175。合金在760℃保温6h后浇注，初晶硅平均尺寸仍然能保持在70μm。采用Sr-RE-P复合变质过共晶铝硅合金，兼有P-RE和Sr-P复合变质的优点：既可以得到细小的初晶硅组织，也可以使共晶硅变为短棒状，且表现出很好的长效性。 实验研究还表明，A390铝硅合金的磨损主要是由于初晶硅的脱落而引起的。粗大的初晶硅相从基体上脱落，留下了凹坑。脱落的硅相继续运动，对基体造成二次切削，从而磨损表面形成了犁沟。总体来说，初晶硅尺寸越大，分布越不均匀，则合金的磨损越严重，耐磨性越差。改善A390合金硅相形态并控制初晶硅尺寸是提高A390合金耐磨性的重要手段。 论文还对不同变质元素的变质及两种或两种以上变质元素复合变质机理作了初步探讨，认为P、RE及Sr元素的变质机理各不相同，并互有互补作用，采用多元复合变质可取得控制初晶硅和共晶硅的最佳效果。经过在斜板挤压铸件的试铸表明，这条技术路线可行，生产出的斜板铸件金相及其力学性能均达到ASTM标准，并超过了日本同类产品所达到的指标。