高温合金具有较高的高温强度、良好的抗氧化性能和优异的综合性能,是航空、航天及能源等领域不可或缺的高温材料。对于高合金化、热加工困难的高温合金而言,熔模精密铸造是一种适宜的铸造工艺。目前正在研制生产的多是一些大尺寸、壁厚悬殊的高温合金铸件,因此对此类铸件在熔模精密铸造过程中所产生的尺寸控制困难、容易产生缩孔缩松等问题的研究显得尤为重要。本文以下支座铸件为载体,对该铸件的熔模精密铸造工艺开展了研究,制备出了合格的高温合金铸件。下支座铸件是液氧-液氢发动机的关键结构件,由上法兰、下法兰以及环壁组成,在环壁上还非均匀的分布有凸台。铸件局部厚大,壁厚相差悬殊,在铸造过程中极易产生疏松、变形等缺陷,铸造难度大。该部件采用铸造高温合金K4169无余量熔模精密铸造而成,要求有高的尺寸精度和冶金质量。本文采用数值模拟与试验研究相结合的方法,研究、优化了下支座铸件的精密铸造工艺,包括熔模制备、浇注成型及热处理工艺,制备出符合铸件使用工况要求的合格铸件。研究表明,在制备熔模过程中,采用冷蜡块二次成型技术制备出的整体蜡模符合技术要求,并有效地提高了铸件的尺寸精度和表面光洁度。采用计算机数值模拟,对铸件的充型和凝固过程进行模拟,根据数值模拟的结果优化浇注系统和控制铸造参数,通过采用顶注-侧注相结合的联合注入式浇注系统,采用内浇口与相对薄的法兰连接的补缩系统进行补缩的优化方案,同时采用模壳温度为900℃、浇注温度为1420℃的铸造参数控制方案,试制出了高冶金质量的下支座铸件,并且铸件的成品率得到保障。研究了不同热处理制度对铸件组织和性能的影响,结果表明,热等静压处理可以很好的减轻K4169合金的疏松、气孔和偏析等缺陷,采用1095℃×2h/AC+955℃×2h,117℃/h冷至605℃/AC+720℃×8h,50℃/h冷至650℃×8h/AC的改进热处理制度可以使合金的组织更加均匀,同时很好的控制强化相γ"相的析出和长大,使铸件的综合性能优良,完全满足使用工况的要求。