Формувальна земля повинна добре приймати форму - запам'ятовувати всі деталі моделі, зберігати додану форму і бути при цьому досить пористої, щоб утворюються гази легко проходили через неї.
Для нашої майстерні придатний буде дрібний просіяний пісок (90%) з невеликою (10%) домішкою глини. Глину треба добре розмішати з водою і полити цим розчином сухий пісок. Виходить досить хороша формовочная земля. Ці суміші - худа формовочная земля - вживають для виготовлення сирих, непросушених форм. Однак юним майстрам треба самим робити досліди з різними місцевими сортами піску і глини, вибирати найбільш підходящі. Іноді дуже хорошу формувальну землю являє собою невеликий піскуватий мул по берегах струмків і річок.
Формувальна земля повинна бути злегка вологою на дотик, не дуже сухий і не мокрою. Якість формувальної землі дізнаються простий пробою. Комок землі, отриманий стисненням кулака, здавлюють двома пальцями або кидають з невеликої висоти. Якщо кулька розвалиться тільки на дві-три частини, - земля хороша. Якщо ж проба розсиплеться на дрібні шматки, - зв'язність землі мала. Сполучними речовинами є глина, патока, цукровий сироп, клейстер.
При виготовленні форм з тонкими деталями треба брати більш жирну формувальну землю. Але при цьому треба пам'ятати, що земля завжди повинна залишатися пористої. Для пористості в жирну землю можна додати товчений деревне вугілля або деревна тирса, потертий мох і інше.
Для виготовлення шишок треба брати більш жирну землю. Іноді для міцності в шишку доводиться вставляти металевий стрижень, в неї вкладають воскової гніт або соломинку, з метою утворити вентиляційний канал, що збільшує її пористість. Шишки треба ретельно сушити до повного висихання. При сушінні соломинки вигорають, а віск розплавляється.
Формувальна земля повинна бути дуже ретельно відсіяні і перемішана так, щоб вона стала абсолютно однорідною. Нею набивають опоки з моделлю, потім їх розбороняють, виймають модель, підчищають форму і прорізуються канал від литника до заповнюється металом порожнини.
Модель і форму треба при формуванні пріпилівать, щоб отримати чисті відбитки. Для пріпиліванія найкраще брати лікоподій, дитячу присипку. Для більш грубих виливків використовують як припилу графіт, деревне вугілля в порошку, пемзу. Приспів насипають в полотняний мішечок.
Готову пріпиленний форму з худої землі можна прямо заливати металом. Це буде сира форма. Однак при більш жирної землі, металі з високою температурою плавлення і формі з тонкими деталями опоку з формою краще сушити і навіть нагрівати перед відливанням за допомогою паяльної лампи, гарячого вугілля або ставлячи в піч. Форму можна підсушити або висушити зовсім.
Крім таких тимчасових форм (так як вони служать для виготовлення виливки лише один раз), можна виготовляти форми постійні. На заводах їх роблять з металу; ми ж будемо виготовляти їх з глини, гіпсу. При виготовленні таких постійних форм треба передбачити вихід з неї повітря і газів при заливці, а також можливість виймання виливки без якого б то не було пошкодження форми.
Постійні форми роблять тільки тоді, коли треба зробити багато однакових деталей. Наприклад, юному майстрові може знадобитися десятка два коліс. Для таких виливків найкраще зробити постійні форми.
Наведемо кілька способів формування на дуже простих типових моделях. Для початку візьмемо в якості моделі невеликої конус. Його форма дозволяє відформувати модель в одній опоке. Ось як це робиться.
Модель на подмодельной дошці
На подмодельную дошку укладають нижню опоку, перевернувши її вниз тією стороною, якій вона з'єднується з верхньою половиною. Всередину опоки на дошку ставлять модель площиною вниз і злегка її пріпилівают. На малюнку вище показано положення моделі. При укладанні моделі збоку можна покласти дерев'яний полуціліндрік, або байдики, для отформованія литникового каналу. Модель засипають шаром найдрібнішої свіжої сіяної землі товщиною сантиметра в два і щільно уминають його пальцями, намагаючись не зрушити моделі. Поступово наповнюють опоку землею, утрамбовуючи калаталом.
Набивка нижньої половини опоки
Набивши опоку, надлишок землі зрізають лінійкою і в тому місці, де знаходиться модель, роблять шпилькою кілька проколів, майже доводячи їх до моделі, щоб зробити віддушини для виходу газів крізь землю.
Закривають опоку другий подмодельной дошкою, обережно перевертають опоку і знімають першу дошку, яка опинилася нагорі. Під дошкою буде щільно набита землею опока з плоскою стороною моделі і байдики каналу. Пріпилівают її, наставляють верхню половину опоки і набивають її щільно землею, попередньо встановивши на вільний кінець байдики каналу конічну байдики литникового стояка.
Перевернута і пріпиленний нижня половина опоки з моделлю
Набивка верхньої половини опоки з ливникової байдики
Набивши і цю опоку, зрізають надлишок землі і Карасиком або ложечкою роблять литниковую воронку близько литникового стояка збоку.
Вирізування Карасиком воронки
Шпилькою роблять віддушини у верхній опоки, виймають литниковую байдики і обережно знімають верхню опоку.
Разнятая після набивання опока
Знявши, її ставлять набік. У цій верхньої опоки вийде тільки отвір для литникового стояка; вся ж форма буде в нижній опоки, звідки тепер можна вийняти байдики литникового каналу і саму модель.
Якщо при формуванні не вкладати байдики для литникового каналу, то, не виймаючи моделі, треба прорізати Карасиком від литника до моделі літніковий канал. За моделлю треба злегка постукати, розгойдати її, щоб вона відокремилася від землі, а потім, встромивши в неї шило, обережно витягнути.
Маленькі моделі можна витягати за допомогою шматка м'якої смоли. Так як при вбиванні загостреного шила дерев'яна модель кілька руйнується, то можна в ній попередньо зробити отвори для гвинтів, які вгвинчуються при вийманні моделі. При вийманні може статися, що в форму потраплять піщинки або навіть обломляться краю форми. Пісок видаляють за допомогою карасиків, ложечок і скребочков і видувають ротом або гумовою грушею. Обвалилися краю підрівнюють. Щоб вони були міцніші, перед видаленням моделі їх можна обережно змочити водою за допомогою м'якого пензлика. На воронці верхньої половини можна покласти перекладину з глини, щоб в форми не потрапили разом з металом шлаки і зола.
Воронка з пасткою
Після цього пріпилівают поверхні обох опок і обережно їх складають, стежачи за знаками на боках опок. Після пріпиліванія можна знову втиснути обережно модель в форму, щоб стінки форми були глаже. При литві з легкоплавких металів можна відразу ж і заливати форму.
Заливку треба виробляти якомога швидше, щоб вся литниковая воронка була постійно заповнена металом. Перерва струменя металу в процесі заливки може спричинити за собою потрапляння всередину форми - в тіло майбутнього виливка - всяких забруднень, зазвичай спливаючих на поверхню металу в ливникової лійки.
Разнятая опока з відливанням у верхній половині
Давши металу застигнути, розбороняють опоку. Частина землі близько форми пристане до металу, утворюючи кірку близько металу. При недостатньому пріпиліваніі і високій температурі металу земля пристає досить міцно. Її видаляють сталевими щітками. На наступному малюнку зображено готова виливок разом з ливникових каналом, літником і ливникової лійкою.
Це найпростіший приклад формування і відливання. Якщо верхня частина моделі не плоска, а має інший вигляд і сама модель нероз'ємна, справа буде складніше. Покладемо, що треба відлити колесо з ребордою для залізничних моделей або шків. Зразкові перетину цих моделей показані на цьому малюнку:
Перетину колеса з ребордою і шківа
У них зроблена ливарна конусність, щоб моделі легко можна було витягти з форми. Незважаючи на складність формування, вона вже не представляє особливих труднощів після першої роботи. Укладають модель верхньої (ширшої) стороною вниз на подмодельную дошку, накривають перевернутої нижньої опокой і набивають її вже відомим чином. Перевернувши опоку, Карасиком видаляють шар землі над моделлю так, щоб навколо її поверхні утворилася ямка з пологими краями.
Краї ці як слід уминають і загладжують, пріпилівают поверхню, ставлять верхню опоку і закінчують набивання. Ось що вийде у верхній опоки.
Виймають модель, чистять форму, складають її і заливають. Треба більше обережності при роз'ємі таких опок, особливо якщо форма у верхній опоки опукла.
Такий спосіб формування цілком припустимо, коли верхній край АВ маточини колеса або шківа не виходить за межі лінії АВ, проведеної через край обода. Якщо ж маточина виходить за межі площини обода, як це показано на малюнку з перетином, то необхідно підкладати під обід шматочки дерева такої товщини, щоб в процесі формування зберегти горизонтальне положення моделі. Можна формувати також і за допомогою фальшивої опоки, поміщаючи в фальшиву опоку всю виступаючу за площину обода частина маточини.
Формовку нероз'ємною моделі можна робити іноді не з підрізуванням, а за допомогою фальшивої опоки.
Цей спосіб полягає в тому, що спочатку набивають верхню опоку і потім вдавлюють в поверхню землі модель верхньою половиною на таку глибину, щоб модель можна було згодом витягти без пошкодження форми. Пріпилівают поверхню, ставлять нижню опоку і набивають її. Перевертають обидві опоки і верхню знімають, вибивають з неї землю, підчищають модель і поверхню в нижній опоки. Наставляють знову верхню порожню опоку і набивають її вдруге звичайним порядком, з ливникової байдики і віддушинами. Для великого числа нероз'ємних моделей ці два способи дуже хороші. Набита спочатку фальшива опока не годиться в якості частини форми, її зазвичай руйнують.
Дуже часто моделі роблять роз'ємними, розрізаючи їх за такими площинах, щоб частини моделі легко виймались з форми. Для того, щоб частини моделі точно складалися, вони мають стрижні, або дюбелі, в одній половині і відповідні їм діри в інший. Заформовують звичайним чином спочатку одну половину моделі, потім перевертають набиту опоку. На площину роз'єму заформованими половинки моделі ставлять другу половинку, пріпилівают землю і модель і набивають верхню опоку. Формування по розрізаним моделям, звичайно, простіше, ніж по нерозрізаним. На малюнку нижче зображено разрезная модель шківа. Ливарну конусність тут вже роблять в обох половинах в протилежні сторони.
Розрізна модель шківа
Дещо складніше формування для виливків з пустотами. Як приклад візьмемо формовку трубки з фланцем; це виливок вкладиша для шпинделя токарного верстата. Вона має порожнину, утворену в литві за допомогою шишки - циліндрика, відформованого окремо в шішельном (правильніше - шішечном) ящику з більш жирної, досить пористої формувальної землі. У шишці шпилькою можна зробити наскрізний канал або вставити всередину при її виготовленні кілька соломинок (гніт) для виходу газів. Крім того, шишку треба ретельно висушити. Модель трубки має по кінцях відповідні шишці виступи - шішельние знаки. У формі віддрукуються поглиблення від шішельних знаків, в які після видалення моделі щільно ляже шишка. Метал заллється навколо шишки, і, таким чином, виливок вийде з отвором.
Форма з укладеною шишкою.
Матеріал для цього повинен бути не тільки пластичним, пористим, але і легко віддалятися з виливки. Тому іноді для шишок беруть худу формувальну землю і пов'язують її речовиною, згорає при заливці або втрачають свої зв'язують якості. До таких речовин належать масла, патока, віск, каніфоль, клейстер і інші.
Як вже говорилося, всі форми з формувальної землі є формами тимчасовими.
Більш міцні форми, витримують кілька виливків, роблять з більш жирної землі або глини. Їх треба добре сушити. Крім того, всякі канали, літники, випори і інше треба влаштовувати на площині роз'єму, інакше виливок можна буде витягти з форми без руйнування її. Форми постійні робляться з металу.
* Випорю називається спеціальний канал, іноді що залишається в формі для полегшення виведення з останньої газів і повітря; очевидно, випор необхідно влаштовувати в самій верхній частині майбутньої виливки і на стороні, протилежної литниково каналу.