目前国内外对用量广、性能优异、合金化程度越来越高且含有易氧化元素的镍基高温合金都是采用真空二联甚至三联工艺净化、提纯熔炼,但对一些不具备真空设备且需开发或小批量生产镍基高温合金铸件的企业来说,探索非真空环境下使用什么工艺、采取什么措施熔炼、浇注性能合格的镍基高温合金铸件具有重要意义。本文根据所研究的铸件结构(回热腔和活塞腔)、熔模铸造特点、镍基合金性质和非真空熔炼条件,专门设计出用于该铸件的底注式浇注系统,并用计算机模拟对其进行分析；为了避免陶瓷芯漂芯缺陷和熔炼、浇注时能提供类似真空环境,本文设计研发了表面带螺纹的超长芯头的陶瓷芯和专用气体保护装置,同时依据不锈钢件的生产经验,为该铸件优选了技术工艺参数：浇注温度1680℃,型壳温度1100℃,氩气流速30ml/s,选刚玉粉／砂作型壳面层,凝固时浇口杯中撒草木灰。以上工艺和技术的生产实际结果表明：铸件表面没有出现麻坑、粘砂、氧化缺陷,型壳没有分层、剥皮、裂纹现象,同时铸件也没出现冷隔、缩松、缩孔和漂芯缺陷。另外本文对铸件及试样进行了一些检测试验,试验结果表明：(1)冷冻脱芯试验表明：8小时吸水饱和的陶瓷芯,-10℃冷冻6小时再用氢氟酸浸泡6小时与氢氟酸直接浸泡20小时的脱芯效果对比看出冷冻脱芯效果显著且周期短。(2)元素烧损试验表明：在脱氧3次、1692℃环境下,熔炼75kg镍基合金需依次加入Al、Ti、Nb质量分别为0.6kg、0.3kg、1.5kg,后续化学成分检测结果进一步证实了加入元素环境、顺序、重量的合理性。(3)通过拉伸试验、测硬度、水压试验、无损探伤、热处理、显微分析等得出：回热腔、活塞腔件无缺陷且力学性能满足要求。总之,在本文工艺及技术条件下非真空熔炼铸造高温镍基合金是可行的。