本文根据石膏型精密铸造工艺,研究出以α半水石膏为基体的铸造涂料、转移涂料、可溶性石膏型芯,目的是在不影响铸件组织结构的条件下,最大可能的改善铸件表面质量、解决清砂难题。针对某些复杂航空铸件,制定复合工艺,该复合工艺复合了3D打印砂型铸造、转移涂料法、石膏铸型工艺,并试制出合格的铸件产品。通过筛选有益性效果的材料,并制定四因素三水平的正交实验,考察了滑石粉、石英粉、云母、焦磷酸钠对铸造涂料工艺性能的影响。极差分析的结果表明,石英粉与云母会降低涂料流平性能,当添加含量α半水石膏27%、石英粉3%、云母0.6%、滑石粉16%时,能得到良好表面强度,又能兼顾流平性、悬浮性较好的涂料配方,该涂料能够有效改善AC4B铝合金铸件的表面质量。制定了三因素三水平的转移涂料正交实验,确定了当MgSO410%、硅溶胶10%、滑石粉30%、α半水石膏33%时,能够得到初凝时间16min、平均厚度在1.53mm、高温抗裂性1级的转移涂料配方。制备可溶性石膏型芯,搭配合理的烘烤工艺,能够降低铸件气孔缺陷,提高表面质量,浇注后在水中浸泡型芯便溃散可溶,便于清理。本文以石膏为基体设置单因素实验,研究了MgSO4、BaSO4、短切玄武岩纤维不同含量对石膏型芯的抗折能力、溃散性、烘烤失水率的影响。短切玄武岩纤维长度控制在1mm以内,与石膏浆料搅拌混制,当添加含量达到0.39%时,对改善石膏型芯的抗冲击性作用显著,有效提高石膏型芯强度;MgSO4加入含量为20%时,石膏型芯能在水中具备溃散性能,解决铸件内腔无法清理的问题。根据复杂航空铸件的结构和性能要求,设置传统铸造工艺参数,利用数值模拟技术对铸造过程进行模拟,预测铸件可能产生的缺陷;将本文的研究内容应用于该铸件,制定复合工艺,通过Anycasting软件分析复合工艺能否改善预测产生的缺陷;最后进行浇注实验,验证本文各个研究内容的合理性,显著提升铸件质量。