随着汽车、摩托车工业、航空航天业的高速发展，对发动机中的关键部件一活塞的要求越来越高。目前具有优异的耐磨性、低的热膨胀系数以及优良的铸造性能和焊接性能的过共晶铝硅合会普遍用来作为活塞材料。传统铸造工艺的过共晶铝硅合金其铸态组织主要由大块初晶硅和共晶体组成。在过共晶铝硅合金中初晶硅相的大小很大程度上决定了过共晶铝硅合金的力学性能。所以，细化初晶硅相是改善过共晶铝硅合金性能的有效方法。传统的铸造工艺是通过变质处理来细化初晶硅相，但是这种处理工艺因无法使硅相质点细化到微米级，而应用受到限制。所以，必须探索一种新的快速凝固工艺，赋予过共晶铝硅合金更细的组织，以获得更优异的性能。 本论文采用了快速凝固方法中的气体雾化法，以空气为雾化介质，自行设计制造了一台雾化实验装置，采用正交试验，系统地开展雾化制粉工艺及其对雾化粉体的特性影响规律的研究。并考察了粉体颗粒形状、分布和显微组织，讨论了雾化粉体的形成机制，取得了如下结果： 1.喷嘴间隙δ是影响雾化效果的显著因子。随着δ的减小，粉体平均粒度明显细化。并且，粉体的≤90.5μm的粉末总含量逐渐变多。但过窄的间隙由于使气流阻力加大，严重影响了喷雾气体的流量，而使液体会属碎化动量减小，从而，使液滴的粘附严重，不利于金属液的碎化。 2.气体流量Q是影响雾化效果的第二显著因子。气体流量的增大有利于雾化效果，粉体平均粒度减小，而细粉总含量增多；另外，粉体粒度随着金属液过热度的增加(从20-220℃)，先是减小而后增大。在170℃时达到最小值，细粉产出率也是最大；粉体粒度在喷嘴角度小于45°范围内，随角度增大而减小。当其达到45°时，发生倒喷现象。 3.雾化试验的最佳工艺参数为：最佳的喷嘴间隙为0.55mm、较佳的气体流量取本实验所能达到的最大值(34m3/h)、最佳的喷嘴角度为30°、雾化合金的过热度以170℃为宜。 4.相同条件下，合金，随其含硅量的增大，粘度下降，雾化粉体的质量改善。实验中，A390粉末的平均粒度最小。共晶合金次之，纯铝的平均粒度最大。而当Si含量大于18％时，流动性下降，雾化效果变差，Al-30％Si合会的平均粒度明显大于A390合金。 5.雾化粉体的最细颗粒的微观组织中发现，极高的冷却速率使共晶合金及过共晶铝硅合金中出现了树枝状初生α(Al)组织；在Al-30％Si粉体最细颗粒的组织中出现了没有初生硅相的非平衡(α+Si)共晶组织。高冷却速率使合金在极度偏离平衡的条件下凝固，组织发生了对平衡极度偏离的变化。 6.粉体的微观组织中初生Si相的尺寸与粉末微粒的粒度呈近似线性反比关系。这与微粒的冷却速度随微粒的尺寸减小而增大有关。雾化工艺中一些参数如气体流量、过热度等因素，通过其对雾化液滴的碎化及冷却的影响而产生了对组织中的硅相尺寸的影响。 7.微粒的冷却速度与微粒的半径成线性反比关系：v=0.366/r(K/s)。 8.铝硅合金液雾化形成的粉体形态呈五花八门的长棒状和不规则形状，少数颗粒呈球形或类球形特征。雾化过程中动态的能量交换引起的合金液滴液态保持时间和其凝固时间的相对长短的复杂而不规则的变化是雾化粉体形态呈五花八门的原因。