过共晶Al-Si合金是良好的汽车发动机活塞材料,具有耐磨性好和线膨胀系数小等优点,因此被广泛应用于气缸和活塞等零件。然而合金中粗大的初生硅和针状的共晶硅对力学性能产生不利影响,必须对硅进行有效地细化。本课题以GM-390合金为基准合金,重点研究了其微观组织和遗传性,并以此为理论依据研究出具有细化组织的高强、高耐磨的优化合金。本课题采用正交试验方法研究四个正交变量因素包括搅拌温度、搅拌时间、搅拌速度和回炉料对合金微观组织的影响,每个因素取三个水平,制备L₉正交表进行组织优化。通过实际的电磁搅拌铸造得到改进合金的微观组织和性能,同时利用正交分析软件Minitab分析正交试验结果,最终得出优化合金的电磁搅拌参数为:搅拌温度800°C,搅拌时间0.5 h,搅拌速度60 rpm,回炉料25%。通过优化合金的重熔试验进行组织遗传性研究,验证了优化合金中细化组织在重熔合金中有较大的保留和遗传。重熔试样同GM-390基准材料相比,初生硅等微观组织优于基准材料,其中重熔2 h的试样微观组织较其他三组更好。重熔2 h的试样中初生硅的平均直径为27μm、面积占比为7.1%、颗粒最大长度为111μm。本课题对GM-390合金压铸试验的压铸参数进行研究,为优化合金的压铸试验提供参考。GM-390合金的最优压铸条件是压力为85MPa,压铸温度为700°C,压射速度为2 m/s。