It is known that most casting molds are made using a binder. To exhibit its effect, the binder additive must initially be in the liquid state, then form a film on the surface of the solid phase, develop a cuff around the contact points between the grains, and solidify, thereby turning the bulk mixture into a monolithic medium. Sand-resin mixtures meet all these requirements. Casting molds made from such mixtures enable the production of high-quality castings from a wide range of alloys. However, their widespread industrial application is hindered by the relatively high cost of the binder, pulverbakelite. Therefore, research aimed at improving the manufacturing processes of durable sand-resin molds while reducing the content in the mixture, without compromising other parameters, is highly relevant.

The growing demand for improved operational efficiency of cast components used in various types of equipment necessitates the development of advanced casting technologies. One of the key challenges currently faced by the foundry industry is enhancing the surface quality of castings and reducing rejection rates caused by casting defects. These requirements can be effectively met by castings produced using shell mold casting technology. Sand–resin mixtures are used for their production. Foundry molds made from such mixtures make it possible to obtain high-quality castings from various alloys. However, their widespread industrial application is limited by the relatively high cost of the binder, namely pulverbakelite. The influence of pulverbakelite content on the properties of sand–resin mixtures during shell mold formation under variational static pressure was investigated. It was established that pressure variation during the molding process increases mold strength and improves surface quality while maintaining the required level of gas permeability. The optimal binder content was determined to be 4–6%, which makes it possible to reduce binder consumption without deteriorating the mechanical and technological characteristics of the mold. With respect to novelty, it should be noted that previous studies addressed individual aspects of variable pressure application. In the present article: a wider range of pulverized bakelite content (3–9%) was investigated; the relationship between binder content, strength, and gas permeability was established; the optimal binder content range (4–6%) was determined; and microstructural analysis was extended to include composition and pressure regimes. Thus, the present work significantly extends previous findings and provides a more comprehensive investigation.

Құм-шайыр қалыптарын құю өндірісінде пайдалану өткен ғасырдың алпысыншы жылдарынан белгілі. Мұндай қалып бетінің жоғары тазалығымен және құйманың өлшемдері мен геометриясының жоғары дәлдәгімен құймаларды алуға мүмкіндік береді. Сондай-ақ құм-шайырлы қалыптардың ұзақ сақталғыштығы, төмен ылғал тартқыштығы және басқа да бірқатар артықшылықтары бар. Қабықты қалыптарды өндіріске кеңінен енгізуге олардың екі кемшілігі – термореактивті шайырды қыздыру кезінде зиянды шығарындылардың пайда болуы – аммиак, фенол және шайырдың салыстырмалы жоғары құны кедергі болды. Екі кемшілікті де бұрын осы жобаның авторлық ұжымы статикалық қысым қоспасына термиялық әсер етумен бір мезгілде пайдалану кезінде жоды ұсынған болатын. Құм-шайыр қоспаларынан құю қалыптарын пайдалану сапалы құймалар алуды қамтамасыз етеді. Құймаларды дайындау процесінің тиімділігін арттыру құю қалыптарын дайындау технологиясын жетілдіру қажеттілігін туындатады. Осыған байланысты қалыптың қасиеттерін реттеуді және олардың бүкіл көлемі бойынша біркелкілігін қамтамасыз ететін технологиялық процесті жетілдіруге бағытталған зерттеулер өзекті болып табылады. Дайындалатын қабықша қалыбының параметрлерін реттеу дәрежесін арттыру мүмкіндігі бар. Қабықтың қалыптасуы (қатты – сұйық – қатты) ішінде шайырдың агрегаттық жай-күйінің өзгеруін ескере отырып, қысым шамасы өзгерту (яғни қысымның вариативтік шамасын пайдалану) орынды. Кілтті сөздер: құм-шайырлы қалып, пульвербакелит, спирт, вариативті статикалық қысым, шайыр, аммиак.