Литье в оболочковые формы, также известное как оболочковое литьё, а в иностранном звучании – Shell-литье – это процесс получения отливок из сталей, в т.ч. жаропрочных и нержавеющих, а также металлических цветных сплавов в формы состоящие из смеси кварцевых песков и фенолоформальдегидной смолы.

По сравнению с литьём в песчаные формы, применение этого процесса позволяет получить отливки с повышенной точностью размеров. Процесс подготовки форм и заливки металла отмечается более высокой производительностью труда. Он используется для получения небольших и средних деталей сложной формы, которые требуют высокой точности.
Примеры использования оболочковых отливок – детали двигателей, тонкостенное литье.

Процесс

Процесс создания формы корпуса состоит из шести шагов: 
Смесь насыпают на горячую металлическую модель и выдерживают в течении нескольких десятков секунд до образования тонкой упрочнённой корки . Модели, как правило, сделаны из чугуна и нагревается до температуры от 230 до 315 ° C.
Избыток формовочной смеси удаляется. В зависимости от времени и температуры модели толщина «оболочки» составляет от 10 до 20 мм.
Модельная плита с «оболочкой» вместе помещаются в печь, чтобы закончить доотверждение. «Оболочка» теперь имеет прочность на разрыв от 2,4 до 3,1 МПа.

Закаленные «оболочки» удаляются с модельной плиты при помощи толкателей.
Две или более «оболочки» затем скрепляются с помощью зажима или склеивания с использованием термореактивного клея, чтобы получить форму. Эти законченные формы для литья можно использовать сразу или хранить почти бесконечно.
Перед заливкой собранные формы помещают в контейнеры и засыпают дробью для предотвращения коробления и разрушения форм при заливке их расплавом.

Подробности о литье

Установка и изготовление модели-кокиля занимает не более недели, после чего программа выпуска достигает 5-50 штук / час такое количество волне достижимо при правильной подготовке литейного процесса. Основными материалами для оболочкового литья являются чугун, алюминий, медь и сплавы этих металлов, а также сплавы на основе алюминия и магния. В среднем вес оболочкового литья составляет 13,5 кг (30 фунтов) – это считается нормальным. Предельные возможности для литья в оболочковые формы 45-90 кг (100-200 фунтов) – это связано с ограниченной прочностью корки. Наименьший вес отливки 30 г (1 унция). В зависимости от материала, наименьшее сечение отливки от 1,5 до 6 мм. Минимальные литейные углоны 0,25 до 0,5 градусов.

Типовые допуски при изготовлении формовочной оснастки составляют 0,05 мм. Шероховатость поверхности 0,3-4,0 мкм (50-150 микродюймов), т.к. используются мелкофракционные пески. Смола также способствует формированию очень гладкой поверхности. При соблюдении технологии формовки и заливки, а также контроле качества литья отливки соответствуют требованиям, предъявляемым к заготовке-отливке
Песчаные смеси смолы могут быть регенерированы путем выжигания смолы при высоких температурах.

Преимущества и недостатки

Одним из недостатков является то, что литниковая система должна быть изготовлена совместно и использоваться только как часть литейной модели. Высокая стоимость смесей, выделение вредных паров и газов из смесей при изготовлении и заливке форм.

Одним из самых больших преимуществ этого процесса является то, что он может быть полностью автоматизирован для массового производства; высокая производительность, низкая стоимость рабочей силы, хорошее качество поверхности и точность процесса более чем окупит себя, т.к. это снижает расходы на механическую обработку.