本文旨在开发铝合金复合棒材和管材锭坯铸造复合新技术。主要研究了铝合金铸造复合过程的主要工艺参数对复合锭坯冶金质量的影响规律以及界面处合金元素扩散行为,制备了界面无缺陷,且实现冶金结合的铝合金复合棒、管铸锭。首先采用数值模拟和实验研究相结合的方法,研究了 4045/3003铝合金复合棒在铸造复合过程中的流场、温度场、热量传输和凝固行为,然后讨论了分流方式、铸造速度、铸造温度、接触高度、3003合金液面高度和复合层厚度对上述各种物理场、界面组织、元素扩散及结合强度的影响,最终确定4045/3003铝合金复合棒铸造复合的最佳工艺参数。建立了一个能够描述铸造复合过程中多物理场相互作用的数学模型,通过与实验验证结果相比较,该模型能够较为准确地模拟4045/3003铝合金复合铸锭铸造复合过程中的熔体流动、热量传输和合金凝固。数值模拟和实验结果表明:分流盘中设置挡块可以通过改变熔体流动方向,影响复合界面温度均匀性,挡块越密集且由供流近端至远端分布逐渐稀疏,界面周向温度越均匀,密集不均匀分流效果最好,能使界面周向温差保持在5℃以内;提高铸造速度,液穴深度增加,支撑层温度升高,支撑层厚度减小,界面回热效果更明显,促进了合金元素在界面处的扩散,因而有利于提高界面结合强度。但铸造速度过高,会导致芯材支撑层厚度太薄、温度太高,支撑层破坏,导致混流,复合失败:由于提高铸造温度增加的显热热量远小于凝固潜热热量,所以提高铸造温度对铸造复合过程影响不大;接触高度决定了界面处合金元素的有效扩散时间,适当的增加接触高度可以延长合金元素的有效扩散时间,也可以小幅度增强对界面的回热作用;芯材的液面高度对铸造复合过程中芯材的流场影响较小,但是会对界面附近固态支撑层的形成及支撑层的温度产生较大的影响；复合层厚度对接触区域的温度场影响较大,所以影响凝固前沿形态和温度梯度,进而影响复合铸锭界面处的组织和元素扩散程度。通过研究各种工艺参数对铸造复合过程和界面组织性能的影响,确定截面尺寸为Φ140 mm/Φ110 mm的4045/3003铝合金铸造复合过程的最佳工艺参数范围:皮材采用密集不均匀分流、芯材采用同水平供流;铸造速度为130-150 mm/min;芯材液面高度为50-60 mm;接触高度为30 mm。据此制备的复合铸锭宏观形貌、界面组织良好,界面抗拉强度≥102 MPa,界面抗剪切强度≥77.2 MPa,高于基体3003铝合金强度。通过对铝合金复合铸锭均匀化退火、反向热挤压及冷拉拔实验,可以得到4045/3003铝合金复合铸锭的均匀化退化最佳工艺为:560℃+12 h;对于尺寸为Φ32 mm×2.0 mm,复合率为10%的复合无缝挤压管,最佳铸锭复合层厚度为4 mm;通过挤压温度和挤压速度等工艺参数对挤压管材偏心率的影响,确定挤压温度在375℃、挤压速度在1.5 mm/s时为最佳工艺参数,其平均偏心率最小,最稳定;在挤压拉拔过程中,复合管微观组织变化不大;在反向挤压过程中,为了避免叠层结构的出现而导致成品率下降,建议采用模角为30°的锥形模。本文开发的的铸造复合技术进一步发展,实现了 4XXX/6XXX铝合金复合铸锭和4045/3003铝合金复合管坯的制备。本文开发的铝合金复合管材制备技术已在XXXX铝加工厂实现了工业化生产。