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本课题以高强耐磨铝青铜为研究对象,对其组织和性能进一步改善和提高,以替代铍青铜成为新型压射冲头材料,从而解决当前国产冲头寿命较短,高性能冲头材料依赖进口的问题,提高压铸生产效率。基于对压射冲头的失效分析,对常见冲头材料的组织性能进行对比,选择铝青铜作为新型压射冲头材料,通过成分及熔炼工艺的优化,结合细晶强化及热处理,制备出高强耐磨冲头材料,并测试其耐磨性及热疲劳抗性。目标组织为：细化的晶粒及组织,强韧基体中均匀分布硬质耐磨相。方案设计为：通过控制Al含量,适当提高组织中硬/软相比例。Fe、Ni、Mn等元素形成κ相,并能增加β相的稳定性。在减少Ni含量的同时,发挥Mn的固溶强化作用。运用固溶时效结合细晶强化,提升合金强硬度的同时兼顾材料的塑韧性,力求达到性能要求。经过试验,优化合金成分为Al 10～10.5%、Fe 4%、Nil%、Mn 1～2%。为提高合金力学性能,确定最佳热处理工艺为：900℃保温2h后水淬+375℃保温2h后空冷。合金细化剂选用Al-5Ti-B,最佳加入量为0.6%。经优化后合金的最终显微组织为：β’相+少量α和γ2相构成强韧基体,硬质κ相细小弥散分布于基体之中。合金力学性能为：Rm:814MPa、Rp0.2:651MPa、A:8%、HB:336。试验对比分析了铍青铜、球铁、铝青铜的摩擦磨损和热疲劳性能。实验条件下,磨损结果显示零件处于边界摩擦和干摩擦的混合状态,材料耐磨性排序为：球墨铸铁>试验铝青铜>铍青铜。热疲劳试验结果显示,材料热疲劳抗性排序为：铍青铜>试验铝青铜>球墨铸铁。因此铝青铜可作为压射冲头材料。此外,本文通过加快冷速,增强微观偏析的方式,使原p枝晶形貌显现。并对合金中的相进行分析,发现铸态组织中片状或块状的a相,是三维空间中针片状α相的二维显现。组织中的κI颗粒形成于液相而非形成于凝固结束后,而κⅡ颗粒的析出有助于α相的细化。