Режимы прокаливания затвердевших форм зависят от состава формовочной смеси, габаритов формы, от заливаемого сплава, способа удаления из формы модели и от конструкции литниковой системы.
В гипсе находится 21 % кристаллизационной воды, в асбесте — 13 % и вода, которую добавляют в смесь для придания ей нужной консистенции. Эта вода удаляется в интервале температур от 250 до 800 °С. При нагреве печи до 800 °С адсорбционная вода удаляется из формы за 1,5-2 ч, а при нагреве печи до 400 °С — за 5-6 ч.
Гипсовые формы по постоянной модели можно помещать в печь, нагретую до 750- 800 °С, или нагревать со скоростью 250- 300 °С в час, не опасаясь образования трещин. Однако трещины могут образоваться при длительной выдержке при 750-800 °С из-за коробления и большой усадки. При высоких температурах гипс разлагается с образованием сульфида, что может привести к появлению в отливках газовых раковин засоров и пор.
Гипсовые формы помимо всего вышеизложенного требуют медленного нагрева для удаления впитавшегося в них модельного состава. При быстром нагреве и быстрой транспортировке газов создается большое давление, которое может деформировать и разрушить форму. Прокаливание форм проводят для алюминиевых сплавов при 500-600 °С, для сплавов на медной основе и ювелирных сплавов при 650- 800 °С. Заливку алюминиевых сплавов следует проводить при температуре формы 150-200 °С. Охлаждение обычно занимает продолжительное время. Это относится и к подстуживанию при заливке массивных сплавов на медной основе. Надо учитывать, что гипсовые формы очень чувствительны к резкому охлаждению.
Литниковые системы должны быть сконструированы таким образом, чтобы их каналы не препятствовали удалению паров воды и газов от сгорания модельного состава.
В сложнопрофильном и ювелирном литье часто применяют импортные гипсовые массы с кристобалитом.
Достоинством импортных смесей является их высокая технологичность на всех операциях изготовления формы и отливок. Недостатком является то, что в этих смесях применяется такой гипс, который разлагается при температуре чуть выше 650 °С. Максимально допустимая температура заливаемого металла — 1160 °С. Химический состав импортных смесей (в % по массе). Все смеси мелкодисперсные с размерами частиц от 0,02 до 0,09 мкм.
С целью замены импортных формовочных смесей выпустил отечественную формовочную смесь «Ювелирная». Она содержит от 80 до 88 % динаса ЭД и от 12 до 20 % гипса. Является вода с ортофосфорной кислотой (соотношение — 5 мл ортофосфорной кислоты на 1 л воды), порошок (с низким содержанием, Fe203 и А1203) фракции 0,08 мм и максимальное количество Si02 — 96 %. Формовочные смеси из порошка динаса ЭД менее 0,08 мм и порошка, не просеянного по фракциям, имеют близкие значения текучести и периода затвердевания.
Как правило, стремятся получить следующее время затвердевания гипсовой массы. Затвердевание должно начинаться через 14-19 мин после заполнения опоки, а заканчиваться не более чем через 26 мин. Замедлителем служит азотная кислота либо Н2С204. При концентрации 5 мг/л затвердевание начнется через 19 мин, а завершится — через 26 мин.
Ниже приведена последовательность изготовления и исправления пониженной текучести.
1. Подготавливают смесь, состоящую из 85 % динаса и 15 % гипса. Затворитель — вода с 2 мл ортофосфорной кислоты на 1 л.
2. Проверяют текучесть смеси и время ее затвердевания. Текучесть проверяют следующим образом. Смесью заполняют цилиндр высотой 50 и диаметром 50 мм. Затем его резко поднимают. Смесь выливается на стол, и получается лепешка, диаметр которой должен быть не менее 120 мм. Время затвердевания — не менее 30 мин.
3. Если при нужной текучести затвердевание продолжается более 30 мин, уменьшают содержание ортофосфорной кислоты в воде (0,5 мл на 1 л).
4. Если после п. 3 все остается без изменения, увеличивают содержание гипса до 20 %, а содержание динаса уменьшают до 80 %.
5. Если смесь с 15 % гипса затвердевает менее чем за 8 мин, снижают содержание гипса до 10-12 %, увеличив содержание динаса.
6. При низкой текучести смеси необходимо увеличить содержание ортофосфорной кислоты до 5 мл на 1 л воды.