薄壁衬套通常在温度高、交变载荷大及高速重载等环境下使用,如此恶劣的工况导致其寿命有限。CuSn10P1合金具有强度高、弹性模量大、摩擦系数低、高耐磨耐蚀性等优点,因此广泛应用于航空航天、交通运输等领域。但传统液态挤压铸造工艺制备的零部件存在晶粒组织粗大、缩孔缩松及内部微气孔等缺陷,导致零部件综合性能差。半固态成形技术可以有效细化晶粒,改善缩孔缩松等缺陷,获得组织致密、性能优异的铸件。本文以CuSn10P1合金薄壁衬套(3.5 mm)为研究对象,在前期熔体约束流动诱导形核装置制备半固态浆料的基础上,采用底注式挤压机进行一腔六模半固态流变挤压成形,研究成形参数(成形比压、挤压速度、模具温度)及有无横浇道对衬套组织和性能的影响,获得半固态流变成形薄壁衬套最佳挤压工艺。液态挤压铸造薄壁衬套显微组织以粗大树枝晶和等轴晶为主,熔体充型前端(法兰处)在流动过程中受到模具内腔激冷作用大量形核,晶核在熔体冲刷作用下游离进熔体内部,导致充型前端显微组织以等轴晶为主;而衬套充型末端(内浇口处)未受到薄壁衬套型腔激冷作用,导致其显微组织以树枝晶为主。熔体经约束流动诱导形核装置处理后获得的半固态浆料显微组织以等轴晶和球状晶为主,流变挤压成形并未改变初生a-Cu相的形貌,衬套显微组织仍以等轴晶和球状晶为主;但半固态浆料充型前端在流动过程中受到模具内腔激冷作用形核,使初生a-Cu相数量有所增加,导致充型前端的固相率略高于充型末端。流变挤压铸造时成形比压110 MPa会导致衬套显微组织致密性差、缩孔缩松等缺陷较多;成形比压190 MPa时,液相会优先选择向等比压较小方向流动产生液相聚集,导致明显的固液分离;成形比压130 MPa或150 MPa时可获得较好的固液协同充型效果,衬套显微组织均匀性和晶粒细化程度较好。流变挤压铸造挤压速率14 mm/s时则无法获得完整零件;挤压速率22 mm/s时易使型腔中气体来不及溢出造成卷气现象,产生缩孔缩松甚至气孔等缺陷;挤压速率18 mm/s时显微组织分布均匀、细小。无横浇道时模具温度升高,流变成形衬套显微组织分布更加均匀,缩孔缩松等缺陷减少;有横浇道时模具温度对显微组织分布及尺寸影响较小。流变挤压成形薄壁衬套时,无论有无横浇道,其抗拉强度、延伸率、布氏硬度都随成形比压和挤压速率提高呈先增加后降低的趋势;模具温度对硬度的影响趋势都是随着模具温度的升高呈先增加后降低的趋势,但对抗拉强度和延伸率影响规律不同,有横浇道时抗拉强度和延伸率随模具温度提高呈先增加后降低趋势,而无横浇道时则呈持续增加的趋势。有横浇道时,流变成形薄壁衬套最佳成形工艺参数为成形比压150 MPa、挤压速率18 mm/s和模具温度475℃,其抗拉强度、延伸率和硬度分别为451.0 MPa、32.6%和140 HBW,比液态挤压铸造分别提高26.3%、317.9%和18.6%。无横浇道时流变成形薄壁衬套最佳工艺参数为成形比压130 MPa、挤压速率为18 mm/s和模具温度为500℃,其抗拉强度、延伸率、布氏硬度分别为480 MPa、29.0%、132 HBW,比液态挤压铸造分别提高26.3%、310.2%和7.3%。