钛合金精密铸件因具有强度高、抗耐腐蚀性好、加工成本低等优点而广泛应用于工业领域。随着热等静压技术的成功开发,钛合金铸件的生产工艺已经接近了净近成型的水平。2006年,国内某企业首次引进英国EPS消失模精密铸造技术,但该技术在应用过程中存在诸多问题,如铸造缺陷多、铸件表面污染层较厚等问题,这些问题严重制约着EPS消失模精密铸造技术的发展及其在钛合金中的应用。本文针对上述两大类问题展开分析、研究并最终成功应用于生产。通过对型壳面层进行温湿度实验,得出结论:在20℃干燥时,型壳不能完全干透,强度差,但在26℃干燥时过快,容易产生裂纹。实验表明,型壳干燥最佳温度为23±2℃,在该温度区间内进行干燥效果良好,面层质量高。对于湿度而言,湿度低于50%时,面层干燥快,容易起皮脱落,当湿度大于70%时,面层干燥时间显著增加,面层难以干燥。实验表明,最佳干燥湿度为60%。为减少气孔、针孔等缺陷,实验采用以下四个措施:第一,采用底注法进行浇注,该工艺可以保证金属液进入型腔更加平稳,减少紊流;第二,通过严格控制面层制作材料的配比及工艺环境;第三、严格控制真空浇注设备的漏气率;第四、通过铸造模拟软件对浇注过程进行模拟,从而修正铸造工艺,避免铸造缺陷的产生。为探索去除铸件表面“α”污染层工艺,实验选用DN200阀体铸件2件、DN80阀体铸件4件,以及梯形试样3个做实验对比。实验表明,随着试样壁厚的不断增加,污染层的厚度随之增大,当壁厚达到50 mm以上时,污染层的最大厚度达到了1.7-2.0 mm。金相结果表明,污染层的晶粒形貌和金属基体的晶粒形貌有明显区别。通过改进工艺,对比分析了面层材料中不同二氧化硅含量、不同型壳处理方式和不同冷却方式的影响。检测结果显示,最优工艺为15%的二氧化硅,清理方式为水洗,冷却方式为充氩冷却。实验表明,当污染层厚度大于0.4 mm时,上述改进工艺效果较差,为此本文利用混合酸(硫酸和氢氟酸)对污染层进行清理。经过检测,铸件的所有指标满足国标、美标和军标的要求,可以进行大规模应用。通过对实验结果分析,可以得到以下三个结论:(1)通过调整铸件型壳干燥温度、湿度,可以有效消除铸件型壳胀裂、气孔、针孔缺陷以及“铁豆”问题;(2)通过优化铸件模型材料,最佳参数为:砂子粒度为100~150目,干燥温度23±2℃,干燥湿度为60±5%,间隔时间为8小时,涂挂层数为5~10层,焙烧温度为1000℃,预热温度为200±10℃,保温时间为大于3小时;(3)优化的酸洗工艺可以有效去除平均壁厚大于50mm的铸件表面污染层,性能指标满足国标要求。