近年来,非晶态合金微观上表现为短程有序,结构独特,使其具备优良的机械性能和良好的力学性能。另外,许多非晶合金材料并不具备完整的晶粒结构,使其具备优良的磁性能和较好的抗腐蚀性能,有望在生物、医疗、航空航天、电子科技等诸多领域成为具有广阔应用前景的材料。然而,如果选择采用铸造工艺成形非晶合金,为了获得轮廓较为清晰、外形完好的非晶合金铸件,通常要求合金液体缓慢冷却,但是要获得完全非晶态结构,又要求合金熔体必须达到较大的冷却速度,这是采用铸造工艺成形非晶合金过程中的一个长期存在的矛盾。基于此,本文采用理论分析与数值模拟相结合的方式,研究粘度参数对润湿过程的影响,尝试增加模具表面纹路来改善流动性,以及铸造工艺参数的变化来提高较高粘度的非晶合金的铸造充型能力,初步给出了Zr基非晶反射镜成型过程适合的工艺条件。通过对ZL104与Al87Ni10Pr3合金以及Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5三种不同合金相关热物性参数的分析,建立了粘度与表面张力以及金属液对铸型润湿特性之间的关系,通过分子动力学理论和状态方程途径结合可以推导得到润湿角和表面张力之间的关系(?),铸型基底材料相同时,熔体与铸型之间的润湿角的大小主要取决于熔体各自的表面张力,相同温度,金属液的表面张力和润湿角都与粘度关联,粘度越大,表面张力和润湿角也就越大。使用Fluent模拟软件对金属液流经铸型表面微凹槽结构的润湿过程进行模拟分析,由于金属液粘度的限制,金属液流过带有凹槽的表面上时,当凹槽足够深时,微凹槽并不能完全的被润湿。随着熔融金属液黏度的增加和温度的降低,金属液流入凹槽的长度逐渐变短,并且金属液粘度与表面张力越大,对金属液润湿凹槽结果受到凹槽宽度变化影响越小。研究不同微凹槽结构参数对于金属液流动状态的影响,发现温度、粘度、充型速度、凹槽宽度、凹槽形状等参数均会影响金属液的润湿过程。由于金属液自身的粘度特性以及工艺参数的不同导致凹槽底部气体间隙层的细微差别,会对金属液和铸型之间的界面换热产生很大的影响,金属液对凹槽的填充率越低,气体间隙层宽度越大,导致界面换热系数越小,金属液在铸型中的充型流动能力越好。在铸型表面添加微凹槽会通过影响换热从而提高流动性,凹槽面密度的增大也会提升金属液的流动性,并且金属液的粘度越大,凹槽面密度对金属液流动性的影响相对越小。另外,充型速度的增大、浇注温度的增加以及铸型预热温度提高等工艺因素的改善均会对金属液的流动性产生正向影响,并且在不同工艺条件下,小粘度合金的流动性均要明显优于高粘度的非晶态合金。对非晶反射镜的反重力铸造过程进行了数值模拟,分析了不同浇注方案以及铸型冷却方式对铸造过程的影响规律,优化了原有工艺参数。优化后的工艺参数为:凹槽密度1/2,铸型预热温度600℃,充型速度在300mm/s,凝固过程采取强制水冷。在此工艺条件下,金属液平稳充型,铸件内部温度场以及流场分布更加合理,非晶转变温度处瞬时冷却速率为15℃/s,较好的实现了非晶反射镜的成形过程。