Перспектива розширення обсягів литва зумовлена потребами різних галузей техніки і господарства, які використовують литі деталі. Розвиток машинобудування, енергетики, транспортної та будівельної промисловості, електроніки, суднобудування та залізничної галузі, медицини, космонавтики, архітектури та мистецтва ґрунтується на досягненнях первинної ланки – ливарного виробництва.

У свою чергу, в процесах литва використовують застарілі технології і матеріали, які не дають змоги підвищення якості продукції і наближення її до вимог і потреб споживачів.

Матеріали для виготовлення ливарних форм працюють в екстремальних умовах – вони мають витримувати високі температури та навантаження під час заливання рідкими сплавами, і тому кількість цих матеріалів обмежена. Особливу роль покладено на зв’язувальні компоненти (ЗК), від яких залежить міцність; ерозійна, хімічна  та термічна стійкість форми, а в кінцевому підсумку – якість готових литих деталей. Тому розробленню і дослідженню ЗК присвячено багато наукових робіт.

Таблиця 1. Загальна характеристика розроблених стрижневих сумішей

Відомо понад 100 різних ЗК для формувальних і стрижневих сумішей.

Для успішної реалізації у ливарних цехах процесів виготовлення форм і стрижнів, особливо якщо мова йде про впровадження нових матеріалів, необхідно чітко усвідомлювати сутність фізико-хімічних процесів, які відбуваються під час зміцнення суміші.

Таблиця 2. Класифікація зв’язувальних компонентів за характером зміцнення

Це необхідно для розроблення методів впливу на дані процеси з метою керування властивостями форм, а через них і підвищення якості литва.

У роботі використано суміші з неорганічними ЗК, які відносяться до фосфатного класу, але характеризуються оригінальними схемами зміцнення. Ці схеми розроблено і досліджено у попередніх роботах кафедри ливарного виробництва КПІ ім. І. Сікорського. Їх загальну характеристику представлено у вигляді табл. 1. Наповнювач у всіх сумішах – Дніпровський річковий пісок на основі кварцу марки 3К₅О₃03.

Ці суміші принципово відрізняються від раніше відомих тим, що вони не містять затверджувачів. Їх зміцнення відбувається не самочинно, а при тепловому обробленні і зумовлено взаємодією ортофосфорної кислоти H₃PO₄ з конкретною добавкою (SiO₂; Na₂CO₃; KCl та іншими). В окремих випадках (суміші №№ 1 і 9) у цій взаємодії бере участь вогнетривкий наповнювач.

До зміцнення формувальних (стрижневих) сумішей із різними ЗК призводять фізико-хімічні процеси, які також широко вивчені і систематизовані різними дослідниками. На основі аналізу цих процесів розроблено різноманітні схеми зміцнення, керування властивостями сумішей на етапах приготування, формування і заливання, способи регенерації або відновлення властивостей.

Проте на сьогодні загальноприйнятої класифікації сумішей за механізмом зміцнення не існує, і це стримує розвиток науки і технології в цьому напрямку.

Нами розроблено класифікацію формувальних і стрижневих сумішей, яка охоплює усі відомі на сьогодні способи і процеси їх зміцнення, у т.ч. ті, які застосовано в роботах нашої кафедри (табл. 2). Зв’язувальні компоненти, які є результатом наших розробок, виділено жирним шрифтом.

На основі проведених дослідів та аналізу наявної інформації отримано нові наукові дані, які значною мірою розширюють уявлення щодо процесів зміцнення стрижневих сумішей. Результати експериментів покладено в основу уточненої класифікації сумішей за фізико-хімічними процесами, які зумовлюють зміцнення форм і стрижнів.