随着制造业和结构轻量化的快速发展,铝合金与镁合金在人们的日常生活中使用广泛,对其需求量和生产要求也有所提高,提高合金质量越来越重要。通过优化合金的熔炼和铸造过程,提高合金的质量和性能。本文通过水模拟技术以铝合金和镁合金的熔炼工艺作为研究对象,选用适合的粒子对镁合金的熔炼搅拌过程、铝合金的除杂处理和低压铸造中浇注系统的工艺参数进行水模拟试验研究。系统地研究了影响因素的工艺参数并进行优化试验分析,为提高合金的熔炼质量奠定理论基础。研究工艺参数对镁合金在熔炼搅拌过程中的影响时,主要分析了叶片转速、叶片形状、旋转杆到坩埚底部高度等参数对不同密度示踪粒子分布的影响。通过进行无挡板水模拟试验和有挡板水模拟试验,进行正交试验,运用极差分析法和方差分析法得到在此试验下各影响因素的显著性顺序和最佳工艺参数。当阻隔板底部到容器底的距离为30mm,水面高出阻隔板顶的距离为40mm,转速为300r/min,示踪粒子加入量为480g时,加入的示踪粒子与液体有较好的混合。研究工艺参数对铝合金在除杂过程中的影响时,主要分析了转速、示踪粒子的质量等参数对除杂效果的影响。在除杂试验过程中,在加料电机转速为25r/min,旋转搅拌电机转速为400r/min,示踪粒子的质量为1kg时的工艺参数最佳,加入的示踪粒子与液体混合最好。研究了在低压铸造中浇注系统的参数优化,主要从浇注系统的形状和充型压力,内浇口的面积等参数对充型效果和卷渣能力的影响。在低压铸造水模拟试验中,充型阶段的气压为0.001MPa时,充型过程能够快速平稳的进行,浇注系统中横浇道有圆形阻渣装置的阻渣效果最好,使横浇道内没有示踪粒子留存。在方形浇注系统的外侧内浇口高度为4mm,充型阶段的气压为300Pa时,进行同时充型的效果最好。在水模拟试验工艺参数优化的基础上,对铝合金除杂工艺进行了实际生产验证,合金的力学性能有所提高,铸件的内部缩松倾向降低。