Выбор основных положений нового технологического процесса существенно зависит от способа изготовления литейных форм. Поэтому разработка технологического процесса изготовления отливки начинается с выбора способа изготовления литейных форм. Прежде всего, нужно определить возможность применения наиболее совершенных средств механизации производственных процессов с учетом размера изготовляемой партии отливок. Повышение уровня механизации производственных процессов способствует созданию лучших условий для обеспечения стабильности качества отливок. В связи с этим наибольшие преимущества имеет способ машинной формовки, при котором основные технологические операции выполняются соответствующими механизмами. Но даже при машинной формовке уровень механизации производственных процессов различен. Например, при машинном способе изготовления крупных литейных форм не всегда используют механизмы для поворота стола и выемки модели из формы.

    Разновидности способов изготовления литейных форм общеизвестны. В условиях производства фасонных отливок, выпускаемых в единичном исполнении, небольшими партиями, а также сериями, при разнообразии их геометрической формы, размеров и массы наибольшее применение имеют способы изготовления песчаных смесей:

    Основное значение имеет машинная формовка, т. е. формовка на специальных поточных линиях, где вместо формовочных машин общего назначения можно применять группу различных агрегатов узкого назначения, в том числе и при изготовлении форм из жидких смесей.

    Формовка в почве преобладает при производстве крупных отливок, которые из-за больших размеров невозможно изготовить в обычных формах. Почвенные формы изготовляют в водонепроницаемых кессонах методами ручной формовки. Частичное использование пескометов для уплотнения части формы или жидких самотвердеющих смесей не вносит принципиальных изменений в способ изготовления почвенных форм. Поверхность разъема этих форм обычно совмещается с верхней плоскостью контура кессона. Верхнюю полуформу набивают в опоке или же заменяют ее стержнями-перекрышами. В отдельных случаях почвенную форму собирают из стержней, знаки которых базируются на стенках кессона. Механизированные кессоны имеют передвижные боковые стенки, путем перемещения которых можно менять размеры кессона. Формовка в жакетах целесообразна при изготовлении относительно малых партий крупных отливок. В этих случаях представляется возможным изготовлять составные части форм (стержни) механизированным способом и с применением жидких самотвердеющих смесей.

    Требования, предъявляемые к литейным формам для стального литья, могут быть разделены на две группы: общие и требования, удовлетворяющие специфические свойства данного металла.

Общие требования характеризуют технологичность изготовления форм — производительность при получении форм различными методами, ресурсосбережение, доступность материалов, безотходность, экологичность. Эти требования предъявляются ко всем литейным формам независимо от заливаемого в них металла. К требованиям, которые должны удовлетворять специфическим свойствам данного металла, относятся: химическая активность, температура плавления, усадка и др. С учетом этих требований и разрабатываются технологические процессы и назначаются материалы для изготовления форм. Поэтому технологические процессы и материалы для различных сплавов (чугун, бронза, титан, сталь) имеют особенности.

Для углеродистой стали характерна высокая температура плавления, ограниченность перегрева, основность окислов, большая усадка, активность взаимодействия с углеродом и активность поглощения водорода. Поэтому формы для получения качественной отливки должны обладать соответствующей огнеупорностью, термостойкостью, содержать минимум углерода и водородосодержащих материалов, обладать пассивностью по отношению к оксидам железа (или другим элементам с учетом избирательного окисления). Расплав и форма должны совместно решать технологическую задачу. Например, для получения тонкостенных отливок из стали при недостаточной ее жидкотекучести должна быть предусмотрена возможность применения горячих форм или форм, заливаемых под центробежным или другим давлением.

Все формы, применяемые для изготовления стальных отливок, могут быть разделены на три крупные группы: песчаные, керамические и металлические формы. Подавляющее количество стальных отливок получают в песчаных формах.

Керамические формы имеют сравнительно ограниченное применение. Общий выпуск отливок с применением таких форм в тоннаже составляет около 1,5%. Применение керамических форм ограничивается мелким литьем, но иногда и более массивным, которое не может быть изготовлено другими методами.

Металлические формы применяют для бесстержневого литья, например, при электрошлаковом литье, или чаще всего со стержнями. В таких формах наружный контур формируется металлической формой, а внутренний контур — песчаным или иногда керамическим стержнем.

Для решения вопроса о целесообразности применения тех или иных процессов для стальных отливок они должны выбираться на основе сопоставления свойств стали и возможности того или иного процесса.

Песчаные формы могут быть разделены на три группы: 1) формы, изготовляемые из пластичных смесей с водными связующими (глина, жидкое стекло, лигнино-сульфонаты, цементы, фосфаты) и с неводными связующими (масла, смолы); 2) формы, изготовляемые из пеносмесей, получаемых на базе жидкого стекла, лигнино-сульфонатов, различных, смол; 3) формы, получаемые из самотекучих сухих песков со связующими и без связующих.