Процесс изготовления литейных форм этих отливок в прошлом, описанный в трудах профессора Н. Н. Рубцова, состоял в следующем.
1. Изготовление модели и стержня. Вокруг изготовленного скульптором и установленного на кирпичном постаменте гипсового оригинала отливки делали кусковую гипсовую форму. Оригинал смазывали жиром. На куски, облегающие поверхность оригинала, наносили гипсовый слой — раковины, объединяющие несколько кусков гипсовой формы и позволяющие впоследствии точно собирать форму для модели. Затем раковины снимали с оригинала, легко убирали куски гипсовой формы, так как оригинал был заранее смазан жировым составом. На внутреннюю поверхность кусков, смазанную тонким слоем жира, кистью наносили слой воска, соответствующий толщине стенки будущей отливки. Далее гипсовый оригинал убирали и на его место на постамент устанавливали металлический каркас для стержня. Вокруг каркаса собирали гипсовую форму, полость которой заполняли жидкой стержневой массой, состоящей из кирпичной муки и гипса. После затвердевания стержневой массы гипсовую форму разбирали так, чтобы ее восковой слой остался на поверхности стержня. Такой слой воска на стержне и представлял собой выплавляемую модель. Изготовленную модель перед формовкой исправлял скульптор, чеканил. Вокруг модели устраивали восковую литниковую систему (выпоры, представляющие собой вертикальные восковые стойки, ответвления от них, примыкающие к телу модели питатели). Модель была готова к формовке.
2. Изготовление литейной формы. Процесс формовки заключался в приготовлении на модели глиняной формы. До XIX в. при изготовлении знаменитых памятников Петру I, Минину и Пожарскому и других материалами для изготовления формы были хорошо размолотые и пропаренные конский навоз, глина, коровья шерсть, приготовленные в виде мастики, которую в несколько приемов кисточкой наносили на поверхность модели слоем 15-20 мм. В настоящее время материалами для изготовления мастики служат шамотный порошок, этилсиликат или жидкое стекло, опилки, некоторые полимеры и ряд других современных материалов. Кроме того, статуи отливают по частям, что позволяет уменьшить габаритные размеры формы.
В прежнее время после сушки на слой мастики наносили слой глины толщиной до 200 мм. Для прочности формы вокруг обмазанной модели клали кирпичную кладку (стенку), пространство между обмазкой и кладкой заполняли формовочной смесью и утрамбовывали. Снаружи кирпичную кладку обмазывали глиной и стягивали металлическими стяжками. В таком положении форму сушили на месте. В процессе сушки из формы выплавлялись восковая литниковая система и модель. Воск стекал вниз по специально устроенным каналам; на месте выплавленной модели оставалась полость, которую заполняли металлом и получали отливку.
Достоинством такого способа формовки по выплавляемой модели на стержне является получение отливки с чистой, без швов, поверхностью, не требующей специальной механической обработки.
К недостаткам описанного способа формовки относятся большая продолжительность изготовления модели и литейной формы, высокая стоимость отливки вследствие уничтожения в процессе отливки дорогостоящей разовой модели.
В настоящее время, но по новой технологии, помимо изложенного ранее изменен способ крепления кусковой гипсовой формы при изготовлении стержня. Применен новый способ наращивания стенки формы на восковой модели (обливание модели). Сушку формы и выжигание модели производят не на месте, а в специальных камерных сушильных печах периодического действия, работающих на газе. Измененный способ формовки позволил сократить процесс изготовления литейной формы, уменьшить его трудоемкость и стоимость отливки.
Изготовление литейных форм
В процессе литья по выплавляемым моделям большую роль играют литейные формы. Они должны быть, с одной стороны, огнеупорны (во избежание пригара), прочны, чтобы выдерживать давление заливаемого металла, и не должны выделять газов, а с другой стороны, форма должна иметь гладкую рабочую поверхность и небольшие изменения в рабочей конфигурации при нагреве. Последний фактор очень важен в художественном литье.
Для удовлетворения таких высоких требований применяются высокоогнеупорные мелкораздробленные формовочные материалы и специальные огнеупорные связующие материалы.