国内外发展现状及发展趋势
反重力铸造工艺(Counter-gravity casting process简称CGCP)是20世纪初发展起来的铸造新方法。起初主要是低压铸造工艺，之后随着工艺的进一步延伸发展，形成了差压铸造、调压铸造和真空吸铸等多种工艺形式。反重力铸造工艺适用性较广，可用于铝合金、镁合金、铜合金等多种合金材料，铸型可使用砂型、金属型、熔模壳型、石膏型及石墨型等。目前，反重力铸造主要集中于铝合金材料，铸型种类大多为砂型和金属型。
当前，国内外反重力铸造工艺技术主要应用于民用和军工领域所需铸件的研制及生产之。在民用领域，主要包括砂型反重力铸造工艺生产的汽车发动机缸体、电力设备高压开关大型壳体铸件、民用飞机结构铸件、医疗设备结构铸件等，金属型反重力铸造工艺生产的汽车铝合金轮毂铸件、汽车发动机缸体、缸盖铸件（外型采用金属型，内腔采用砂芯）等。在军工领域，主要包括航天领域大型壳体铸件、薄壁舱体铸件、薄壁复杂油箱铸件、战车用薄壁框架类大型铸件等，航空领域发动机动力系统薄壁复杂机匣类铸件、传动系统机匣类铸件、军用飞机结构铸件等。
1.1 国内发展现状及发展趋势
我国在反重力铸造工艺技术研究方面开展的时间较早，经过多年的研究，取得了众多的研究成果，并已在民用及军用领域实现了产业化应用。
在民用领域，低压铸造是应用最为广泛的反重力铸造工艺技术，经过多年的研究，其中汽车轮毂铸件、发动机缸盖铸件、高压开关大型壳体铸件、医疗设备结构铸件等一系列民用铸件技术水平已接近国外先进水平。
在军用领域，国内反重力铸造工艺技术主要以低压铸造为主，对于具有特殊要求的铸件采用差压铸造或调压铸造。在低压铸造工艺方面，已成功开发出一批接近国际先进水平的铸件产品，如可达到美军标要求的导弹舱体铸件、总体长度达到4 m的变截面薄壁复杂油箱铸件、军用航空发动机机匣铸件、战车用大型框架类铸件等。在差压铸造工艺方面，国内主要研制一些大型、厚壁铸件，但由于差压铸造设备昂贵，工艺技术复杂，生产成本高，差压铸造技术在我国还没有得到大范围的推广应用。在调压铸造工艺方面，该工艺是由西北工业大学在1987年提出的一种新型的薄壁铸件成形工艺方法。近30年来，我国一些高校及科研院所对调压铸造工艺进行了研究工作，但目前还停留在理论研究阶段，实际应用的例子较少，主要是结构简单、性能要求不高的薄壁铸件。总体来说，目前国内军用领域反重力铸造工艺技术与国外先进水平还存在一定差距。
随着国内工业技术的不断发展进步，对其配套的铸件质量要求将不断提高。为了满足需要，提高铸件质量水平，国内反重力铸造工艺技术将向着工艺控制更加精确、工艺形式多样化、计算机模拟指导工艺设计等趋势发展。
1.2 国外发展现状及发展趋势
国外在反重力铸造工艺研究方面主要集中于低压铸造工艺，该工艺经过在工业发达国家多年的发展，已十分成熟，被大量应用于民用及军用领域高质量要求铸件的研制及生产。在民用领域，针对不同需要，国外在原有反重力铸造工艺技术的基础上，开发出了一系列新的工艺技术形式。如英国公司开发的Cosworth工艺，它是一种精确树脂自硬砂的组芯造型，在可控气氛、压力下充型的铸造工艺，主要包括造型制芯、组芯装配，金属熔炼，充型浇注，铸件落砂，清理，热处理，旧砂回用等工序。利用该工艺西方发达国家开发出多种精密铸件产品，如汽车发动机缸体、缸盖铸件、排气管铸件等。此外，为满足汽车工业发展的需要，Aloca公司开发了一种真空无冒口铸造/压力无冒口铸造（VRC/PRC）工艺。真空无冒口铸造工艺原理为真空系统与模具相连接，将模具型腔中的气体全部抽出，保证金属液在充型的过程中平稳流动并且不产生氧化夹杂。压力无冒口铸造工艺是在金属熔体的表面施加压力，使金属熔体通过升液管进入型腔；当铸型充满之后，持续保持压力用来凝固补缩和保证获得致密组织铸件。这两种工艺形式均采用多个水冷回路提供快速、渐进、“自顶向下”的定向凝固顺序，获得批量接近零缩孔的铸件，并缩短循环周期。目前，Aloca公司已将这两种工艺应用于汽车底盘安保铝合金铸件的批量生产；在军工领域，美国HICHCOCK公司开发出了反重力冷硬树脂砂精密铸造工艺技术，利用该技术已可生产出整体壁厚2 mm的薄壁复杂铝合金铸件，如导弹薄壁壳体铸件、油箱类铸件、军用航空发动机机匣铸件、战斗机结构铸件等，替代传统的机加、铆接工艺，其性能指标可满足装机要求。
当前，工业发达国家正在开展工业智能化、信息化革命，国外反重力铸造工艺技术未来的发展趋势将向着满足工业智能化、信息化的要求发展。
1.3 国内外的差距
近年来，国内反重力铸造工艺技术取得了长足的进步，在理论研究方面与国外差距不大，但在应用技术方面与国外差距明显，主要表现在：
（1）计算机模拟应用技术差距较大，如模拟所需的热物参数国内各个企业基础数据不足，尚未根据自身的工艺特点积累相关数据，造成模拟结果与实际差别大，工艺设计指导性不强。
（2）国内在反重力铸造工艺形式多样性方面与国外差距明显，工艺形式单一，目前大多集中于砂型铸造和金属型铸造两种工艺形式，尚未达到如国外开发的Cosworth工艺将多种工艺形式综合应用的水平。
（3）反重力铸造设备能力与国外同类设备相比差距明显，对于特殊要求铸件无法实现所需的工艺过程。例如，对于薄壁铸件充型而言，国内反重力铸造设备充型速度最大只能设置为80 mm/s，无法满足一些特殊薄壁铸件的充型要求。对于厚壁大型铸件而言，实现点冒口补缩是解决其内部质量问题的有效手段，但是，由于国内反重力铸造设备无法实现稳定的悬浮浇注，造成在工艺设计中只能采用暗冒口补缩，导致厚壁大型铸件常常由于补缩不足出现内部质量问题。
（4）航天及航空装备用高质量要求高端铸件反重力铸造工艺技术缺乏，与国外差距大，无法满足国内航天、航空领域快速发展的需要。
1.4 问题分析与解决思路
分析国内外反重力铸造工艺应用技术方面差距明显的主要原因是国内在应用反重力铸造工艺技术方面还只停留在某个具体铸件的研制及生产应用阶段，尚未开展系统的应用技术研究工作。
为了解决国内反重力铸造工艺缺乏应用技术系统研究的问题，可以采用如下解决思路。首先，开展反重力铸造工艺计算机模拟应用技术的研究工作，根据不同的工艺形式积累模拟所需的基础数据，尽量提高模拟结果的准确性，使其具有较强的工艺设计指导性；其次，针对国内工艺形式单一和高质量要求高端铸件反重力铸造工艺技术缺乏问题，可参考国外先进的反重力铸造工艺技术，采用效仿、研究、再开发的思路使其满足国内实际生产的需要；最后，进一步提升国内反重力铸造设备的性能，使其满足特殊要求铸件反重力铸造工艺过程的需要。
发展目标
在“十三五”期间，反重力铸造工艺技术发展的总体目标是：提升我国反重力铸造工艺应用技术水平，使其满足国内民用及军用领域快速发展对高质量要求铸件的需要。
发展重点
3.1 技术路线
以航空、航天、武器、汽车等装备制造领域所需高质量要求铸件为突破口，开展反重力铸造工艺应用技术研究工作，形成稳定的质量保障和产品供货能力。在此过程中，深入开展反重力铸造关键工艺技术基础研究工作，针对薄壁充型、内部质量控制、尺寸精度控制、复杂油管成形、铸件检验等共性工艺技术进行提升，并系统开展计算机模拟应用技术研究工作和反重力铸造装备的性能提升工作，满足铸件要求不断提高的要求。
3.2 技术研究
3.2.1 关键技术研究
（1）高技术要求高端铸件反重力铸造工艺技术；
（2）反重力计算机模拟应用技术；
（3）反重力铸造设备控制精度提升技术。
3.2.2 共性技术研究
（1）大型、薄壁、复杂铸件完整成形技术；
（2）大型、薄壁、复杂铸件内部质量控制技术；
（3）多曲面、多凸台复杂铸件尺寸精度控制及快速检验技术；
（4）复杂、细长、弯曲油管成形及快速清理技术；
（5）大型、薄壁铸件防变形控制及矫形修复技术。
重点项目
基于以上提出的反重力铸造工艺技术重点发展方向，拟在“十三五”期间在民用及军工领域提出如下重点项目：
（1）“反重力铸造工艺计算机模拟应用技术研究”（军民通用）；
（2）“航空复杂铸件砂型精密低压铸造工艺技术研究”（军工领域）；
（3）“汽车发动机铝合金缸体Cosworth工艺国产化技术研究”（民用领域）。
政策建议
（1）对于目前急需的重点铸件产品，尽快实施立项，在满足型号急需的同时，起到共性技术研发带动作用；
（2）改变以型号为主的投入模式，加强对共性技术研究的支持力度，形成以高质量要求铸件需求为导向，核心企业为支撑，产学研用合理分工的反重力铸造技术研发体系；
（3）进一步加强对核心制造企业技术研发实力提升的支持力度，以充分发挥核心企业的技术引领与辐射功能。