双金属材料通常具有单一材料无法比拟的优点，因而得到了越来越多的应用。而压力铸造工艺不仅能制造大型复杂、薄壁的零部件，同时也是一种易于实现镶嵌的加工方法。采用镶铸，一方面，可以实现两种不同材料之间的连接，在解决铸件工艺性差的问题的同时，也能使镶嵌件兼具两种甚至多种材料的优良性能。另一方面，可以减少装配工作量，简化制造工艺。然而，当前关于固-液双金属复合方面的研究，主要还是通过工程实验对镶嵌区域的过渡层厚度及其组织结构进行分析，存在产品开发周期长，生产成本高等问题。因此，为了综合优化压铸件和镶嵌相关的参数，提高镶嵌件的整体质量，并在产品的结构或工艺设计阶段实现对镶嵌的结合情况以及扩散过渡层厚度的预测，本文以镁合金-铝合金双金属（简称为镁-铝双合金）活塞为对象进行研究。　　首先，本文对压铸充型和凝固过程数值模拟的相关理论进行了阐述，并基于传热学理论，对镁合金嵌件和铝合金活塞基体之间的导热现象进行了分析。同时，利用菲克第二定律，分析了无限长和半无限长扩散偶中金属原子的扩散，并得到菲克第二定律的函数误差解，为镁-铝双合金活塞中金属原子扩散距离的计算提供了理论基础。　　其次，对镁-铝双合金活塞进行结构建模，确定数值模拟的相关参数并进行仿真，分析铝合金活塞基体和镁合金嵌件在压铸过程中温度场的变化情况。基于固-液双金属界面的结合机理以及压铸件常见的缺陷，提出以扩散时间和孔隙体积两个指标来分别评价镁-铝双合金界面结合和铝合金活塞基体的质量。　　再者，通过仿真实验，分别考察铝合金液浇注温度、浇注速度、模具预热温度以及镁合金嵌件预热温度四个主要工艺参数对扩散时间的影响。利用响应面法进行实验设计，分别拟合孔隙体积和扩散时间关于四个工艺参数的回归方程，并分析模型的拟合精度以及各工艺参数对两个评价指标的影响程度。为综合提高铝合金活塞基体和镁-铝双合金镶嵌的质量，基于NSGA-II遗传算法，对扩散时间和孔隙体积进行多目标优化，以获得较优的工艺参数组合。　　最后，以优化后的镁-铝双合金活塞为例，利用菲克第二定律对镁-铝双合金活塞镶嵌区域主要元素的扩散距离进行计算，并通过扩散距离来实现对结合界面过渡层厚度的预测。