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众所周知，金属材料的微观组织结构对于宏观特性及机械性能有重要影响。据研究，随着金属材料晶粒尺寸的减小，其强度、塑性以及韧性等机械性能越好，因此探寻可有效细化晶粒的工艺方案从而提高金属材料的综合性能具有重要的研究意义和广泛的工业应用前景。等通道角变形（ECAP）是一种利用纯剪切变形达到晶粒细化的剧烈塑性变形（SPD）加工方法，与其他制备方法相比，等通道角变形具有工艺简单、易操作、成本低等优点，因此被称为最有前途的晶粒细化工艺方法。本文通过DEFORM-3D有限元分析软件模拟1060纯铝八道次等通道角变形过程中试样金属流动、等效应变、载荷等场变量的变化。由数值模拟可知：挤压载荷随挤压道次的增加而增大，从第五道次开始到结束，挤压载荷峰值趋于平稳，达到54.8KN；金属坯料在八道次等通道挤压过程中基本上可以充满整个凹模型腔，通过矩形网格变化可以看出试样发生明显的剪切变形；1060纯铝经过八道次等通道角挤压后主要变形区等效应变可达到9.22。本文自行设计、制造ECAP模具，从模具材料选择、模具加工、模具热处理、润滑剂的选择等方面做了详细的研究分析。对常用的三类ECAP模具进行对比分析，并结合数值模拟分析结果，合理的优化、设计模具结构。在室温下采用Bc路径对1060纯铝进行八道次等通道角变形（ECAP）实验，通过拉伸实验测试、显微硬度测试、拉伸断口研究以及透射电镜实验，分析了不同挤压道次对纯铝材料力学性能的影响。结果表明：经过八道次的等通道角挤压实验，1060铝试样的抗拉强度得到显著提高达到261MPa，与未挤压的试样相比其抗拉强度提高189%；伸长率经一道次等通道角挤压后大幅度下降，由32%下降至16.6%，从第五道次之后伸长率基本保持稳定；表面硬度也随挤压次数的增加而增加，从原始硬度45.2HV达到78.2HV；随着挤压道次的增加拉伸试样断口由韧性断裂向韧性--脆性混合断裂转变；经八道次等通道角变形后，1060纯铝微观组织主要为大角度晶界和等轴晶，晶粒尺寸明显减小，其平均值约为250nm。