铸造铝硅系合金由于具有优异的铸造性能、良好的耐腐蚀性、较高的比强度、铸造成本低以及能够近终成型等优点，在汽车、国防、航空航天以及民用医疗器械等领域得到了广泛的应用。然而，由于铝硅系合金在凝固过程中容易产生较大的收缩，同时在熔炼过程中吸氢现象严重，极易被氧化，因此在铸造铝硅系合金中不可避免的包含有一定数量的缺陷，如缩孔/缩松、气孔、氧化夹杂及其它非金属夹杂物等。这些缺陷对于构件的力学性能影响非常大，比如含有1%体积分数的孔隙将致使构件的疲劳寿命降低50%，疲劳极限降低20%。因此，在生产实践中，如何通过对于各个生产环节的掌控与优化以减少这些缺陷，甚至消除，显得尤为重要。
铸铝件在重力铸造中，金属液在重力的作用下进行充型，由于存在高度差，金属液难以避免地出现翻腾现象，卷入气体，造成氧化夹杂、气孔等缺陷。而在低压铸造中，金属液在可控的压力作用下由下向上充型，能够有效地控制其充型速度，使得金属液充型平稳，尽可能地减少或者避免在充型时翻腾、冲击、飞溅等现象，从而减少氧化物的形成，减少或者避免铸件中的缺陷，提高铸件的质量，合格率一般可以达到95%以上。同时由于低压铸造中铸型的浇注系统简单，在较高压力下凝固，极大地减少了甚至于完全消除了重力铸造中所需要的大量的冒口，因而提高了金属液的利用率，通常可以达到90%-95%远远高于重力铸造。鉴于低压铸造相对于重力铸造所表现出来的众多优势，低压铸造吸引了国内外众多单位从事研究，极力扩大它的应用范围。
本课题所要研究的是超大型筒型铸铝件，体积庞大，直径接近1000mm，长度达1200mm，重达450kg以上，形状不规则，厚薄壁交替(厚壁处厚度56mm，薄壁处厚度23mm)，采用竖浇的方法难以实现顺序凝固。由于是砂型铸造，传热速率较低，很难快速冷却，导致凝固过程中枝晶生长过于粗大。同时因为体积巨大，补缩距离长，导致铝溶液无法顺利穿过这些粗大的枝晶进行有效的补缩，最后在铸件内部产生缩孔、缩松等缺陷。鉴于以上存在的问题，一方面考虑在铝液中加入晶粒细化剂，细化枝晶，改善铝液的流动性；另一方面采用低压铸造，在较高的压力下使铝液能够顺利地对铸件进行补缩，减少铸件的缺陷，提高组织的致密性，改善铸件的力学性能，同时设计合理的浇注工艺，最大程度上实现铸件的顺序凝固。
铝铸件在实际生产过程中，由于铸造工艺的设计以及铸造过程中控制的不合理，产生的废、次品较多，主要表现在铸件中缩孔缩松、氧化夹杂等缺陷。如浇注温度较高，则薄壁处质量较好，但是铸件内部以及厚壁处很容易出现偏析和缩松；如浇注温度较低，则薄壁处质量较差，容易出现浇不足、冷隔等缺陷。因此，合理的工艺设计、合适的工艺参数、精确的铸造过程控制是获得高质量铸件的保证。一直以来，国内的很多铸造工作者们大多凭借以往的经验确定浇注系统与冷却系统，制定铸造过程中的工艺参数，在产品合格率不高时再进行一定的修改，再投入到生产中，这样直接影响了企业的生产效率、生产效益以及生产周期。而随着计算机技术的飞速发展，利用数值模拟软件模拟铸造中的充型过程和凝固过程，以此来预测和分析铸造工艺中铸件产生缺陷的部位，并以此为依据调整工艺，这样不但缩短了生产周期，还降低了工艺开发成本，提高了生产效率。
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