Способ основан на способности раствора гидролизованного этилсиликата (кислая среда) огеливаться в присутствии щелочей (основная среда). Длительность огеливания  зависит от концентрации щелочи, введенной в раствор, и составляет 1…10 мин. Щелочи меньшей концентрации используют при изготовлении мелких отливок, а большей — крупных отливок (рис. 1.27). Обычно этим способом изготовляют формы мелких отливок, а при производстве крупных отливок им получают только облицовочный слой формы. Облицовочная смесь содержит следующие компо­ненты: огнеупорную основу, связующий раствор и огеливатель.

 Огнеупорная основа смеси обычно состоит из 25 частей (по массе) мелкого кварцевого песка и 75 частей пылевидного кварца. Связующее — гидролизованный раствор ЭТС 40 или ЭТС 50. Обычно для гидролиза ЭТС применяют компоненты в следующих соотношениях: 36…50 частей (по массе) ЭТС, 36…40 частей ацетона, 10…27 частей воды и 0,01…0,02 частей соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³, огеливателем служит 15 %-ный водный раствор NаОН из расчета 2 % (по объему) связующего раствора.

Огнеупорная основа и связующее принимают в соотношении 3,5:1 частей по массе.

Облицовочную смесь приготовляют в лопастных и шнековых смесителях.

    Рис. 1.27. Зависимость длительности огеливания от концентрации щелочи.

Процесс изготовления двухслойной формы (рис. 1.28) осу­ществляют следующим образом. На плиту (рис. 1.28, а) поме­щают модельный комплект, состоящий из вспомогательной мо­дели 1 и модели отливки 2. Поверхность вспомогательной модели покрывают тонким слоем разделительного покрытия, после чего устанавливают опоку 3 и заливают в нее жидкую самотвердею­щую смесь 4 (ЖСС) обычного состава или смесь на основе ша­мота с жидким стеклом в качестве связующего (рис. 1.28, б). После твердения этой смеси форму поворачивают на 180°, извле­кают вспомогательную модель 1, устанавливают на плиту модель отливки 2 и форму с наполнительным слоем и заливают в про­странство между моделью и наполнительным слоем облицовоч­ную смесь-суспензию 5 (рис. 1.28, в). Через несколько минут, вследствие процесса гелеобразования, суспензия переходит в студ­необразное состояние. После этого модель отливки извле­кают из формы. С поверхно­сти формы испаряется рас­творитель, пары которого поджигают. Пары растворителя сгорают, поверхность формы прогревается, отвердевает и на ней появляется сетка мелких трещин (рис. 1.28, г).

Микротрещины повышают газопроницаемость и податливость формы и мало влияют на шероховатость поверхности отливок. После выгорания растворителя форму прокаливают при ~700 ⁰С,  собирают (рис. 1.28, д) и заливают. Отливки имеют размеры высокой точности, поверхность их малой шероховатости. Припуски на обработку резанием могут быть минимальными. Особенно эффективно использование этого способа для изготовления тех­нологической оснастки из труднообрабатываемых сталей — вставок штампов, инстументов, элементов кокилей, пресс-форм и т. д. [13]

    Рис. 1.28. Последовательность изготовления объемной керамической формы: а – установка модельного комплекта; б – заливка наполнительного слоя формы (ЖСС); в – заливка облицовочного слоя из огнеупорной суспензии; г – удаление растворителя; д – собранная и готовая к заливке форма; 1 – вспомогательная модель; 2 – модель оливки; 3 – опока; 4 – наполнительный слой формы (ЖСС); 5 – облицовочный слой (ЭТС).

Изготовление керамических стержней. Узкие протяженные полости сложной конфигурации в отливках, к которым предъявля­ются высокие требования точности размеров и геометрии, по­лучают с помощью керамических стержней — с неорганическими связующими или без них. Керамические стержни должны обладать высокой (до 10 МПа и более) прочностью при изгибе, должны быть негазотворны, что вызвано условиями их взаимодействия с расплавом при заливке формы (рис. 1.29).

    Рис. 1.29. Керамические стержни.

Разработаны и применяются два способа изготовления кера­мических стержней: химического упрочнения золей кремнекислот (способ «огеливания») и спекания керамики (в присутствии жидкой фазы и без нее) при температурах 0,7…0,8 Т_пл.

Способ «огеливания». Стержневая смесь состоит из огнеупорной основы — кварцевых песков, электрокорунда, а также связующего и огеливателя. Для снижения шероховатости по­верхности обычно используют двухфракционный состав огнеупор­ной основы — пылевидную и зернистую составляющие. В качестве связующего применяют гидролизованный раствор ЭТС, огеливатели—водные растворы NаОН. Пример состава смеси: огне­упорная основа — пылевидный кварц 75 частей (по массе) и песок кварцевый 25 частей; связующее — гидролизованный раст­вор ЭТС; огеливатель 12 %-ный водный раствор NаОН. Соот­ношение составляющих (по массе): огнеупорная основа 100%, связующее 25…33% массы огнеупорной основы; огеливатель 8…9 мл на 1 кг связующего раствора.

Смесь запрессовывают в металлический стержневой ящик под давлением 5…7 МПа. В результате взаимодействия между кислым связующим раствором (рН<7) и щелочными огеливателями (рН>7) смесь переходит в эластичное, а затем в твердое состояние из-за огеливания связующего. Состояние эластичности смесь приобретает через 1…2 мин, после чего снимают верхнюю часть ящика. Это способствует интенсивному испарению раство­рителя с поверхности стержня. Вследствие уменьшения объема жидкой фазы при переходе в твердое состояние в стержне обра­зуется сетка трещин.

Уменьшить количество и размеры трещин можно поджиганием паров спирта или путем помещения стержня в вакуумную камеру. Процесс образования сетки трещин, с одной стороны, оказывает положи­тельное влияние, увеличивая газопроницаемость стержня, а с дру­гой — отрицательное, так как прочность стержня понижается и не достигает 10 МПа при испытании на изгиб. Прочность можно повысить, поместив стержень в процессе твердения в автоклав под давлением до 0,5 МПа или применив способ спекания.

Способ спекания. Смесь для спекания без жидкой фазы состоит из огнеупорной основы — кварца, корунда и плас­тификатора — парафина (14…16мас.%,). Парафин расплавляют, вводят в огнеупорную основу и смесь тщательно перемешивают. Затем разогревают смесь до температуры 80…100 ⁰С и запрес­совывают полученную пастообразную смесь в металлическую пресс-форму. После охлаждения в пресс-форме стержень извле­кают, помещают в печь, используя в качестве опоры подсыпку  из прокаленного при 1200 ⁰С глинозема, абсорбирующего угле­водороды. При нагреве печи и выдержке (T=180…200 ⁰С, t=2…6 ч) происходит испарение пластификатора, что сопро­вождается значительной усадкой стержня (8…10% линейной. усадки). Далее продолжают нагрев стержня, доводят его до Т=1000…1300 ⁰C и выдерживают при этой температуре несколько часов, в зависимости от материала, размеров и толщины стенки стержней. После охлаждения печи стержни извлекают и передают на участок изготовления моделей. Для снижения температуры спекания в стержневую смесь вводят «плавни»: в корундовые — Nа₂SiO₃ (T_ил==700 ⁰C), в кварцевые—основные окислы СаО, МgO. Стержни, спеченные без жидкой фазы, не разупрочняются при заливке и их можно изготовлять очень тонкими; а спеченные в присутствии жидкой фазы должны иметь большую толщину стенки.

Готовый стержень устанавливают в пресс-форму для изготов­ления моделей, затем запрессовывают или заливают модельный cостав. После изготовления оболочки формы и выплавления модели стержень остается в форме, зафиксированный стержне­выми знаками.