为了满足电力发展的需求，解决超高压大容量输变电关键结构件开关罐体的整体铸造成形问题，本文开展了高压开关罐体用铸造铝合金材料及低压铸造成形技术的研究。 针对超高压大容量输变电开关罐体对材料的要求，研制了三种适合于不同罐体要求的铸造铝合金。在ZL101的基础上，通过添加RE和B以及采用适当的热处理工艺，研制出了一种高导电性Al-Si合金，这种合金既有很高的导电性，又有较高的力学性能，可用于有特殊导电性要求的罐体、导体、触指座等关键零部件的生产，解决了长期以来我国高导电铝合金的难题，添补了这一领域的空白，其电导率可达28S/M，抗拉强度在244.1MPa以上；在ZL101的基础上，通过添加合金元素Zn、Cu、Mn、Ti、RE等，并以合金在铸态下的抗拉强度和伸长率为对照，从中选取综合性能好的合金配比，确定了该合金的熔炼工艺和相应的热处理工艺，将该合金应用于高压开关罐体实际生产，并通过对罐体的实体解剖，系统研究了罐体的综合使用性能，研制出了一种适用于中小型罐体，能覆盖大部分罐体生产的综合性能优良的铸造Al-Si合金，可以使目前重量在100kg左右、壁厚在14～16mm罐体厚度进一步减薄，重量进一步减轻，综合性能提高；在AlSi10Mg合金的基础上，研制出了一种可用于断路器等大型罐体的高强度铝合金，这种合金抗拉强度为370MPa，伸长率为2％，可以解决因材料强度不高导致这类罐体过重过厚的问题，目前这种罐体的重量在300～700kg，厚度在20～60mm。 根据低压铸造充型流动的特点，建立了低压铸造罐体成形过程的数学模型，利用Z-Cast铸造工艺数值模拟软件研究了高压开关铝合金罐整体低压铸造充型与凝固过程。通过模拟分析了凝固过程中可能出现的缺陷的产生原因，提出了缺陷的预测方法，优化了低压铸造成形工艺。根据分析结果，确定了铝合金生产高压开关罐体合理的浇注系统和较佳的主要工艺参数，即模型温度为300℃，浇铸温度为700℃，砂芯温度为80℃。 根据数值模拟结果及低压铸造成形特点，成功地设计了高压开关罐体整体低压铸造成形金属型模具，提出的垂直分型和环形缝隙浇注系统实现了很好的充型和补缩效果，解决了目前低压铸造罐体金属型成形困难的问题。 根据确定的最佳工艺，分别用所研制的Al-6Si-1Cu-0.3Zn-0.3Mg-1Mn-0.1Ti-0.2RE和A1Si10Mg合金生产了高压开关罐体。结果表明：采用最佳工艺生产的两种合金罐体形状完整，无内部缺陷，组织致密；说明本文所建立的数学模型和求解条件适合于高压开关罐体低压铸造充型与凝固过程，模拟结果与实际生产情况相吻合。 对合金试样和罐体本体性能测试研究表明，所设计的Al-6Si-1Cu-0.3Zn-0.3Mg-1Mn-0.1Ti-0.2RE合金具有较小的铸件尺寸敏感性；而AlSi10Mg合金极限抗拉强度对铸件尺寸较敏感。因此，本项目研制的合金优于AISi10Mg合金。 通过无损探伤和打压试验表明，采用Al-6Si-1Cu-0.3Zn-0.3Mg-1Mn-0.1Ti-0.2RE合金和优化的低压铸造工艺，研制的高压开关罐体内部缺陷少，不渗漏，力学性能、气密性等均达到了DIN1725标准要求，可以满足超、特高压大容量输变电开关的要求。