Из литейных форм и стержней при заливке металла выделяется большой объем газов. Источниками газов являются: 1) свободная влага формовочных и стержневых смесей; 2) кристаллизационная влага огнеупорной глины и других кристаллогидратов; 3) карбонаты; 4) воздух, вытесняемый металлом из заполняемых полостей формы, а также захватываемый струей металла при заливке; 5) сухая перегонка я выгорание органических связующих материалов; 6) газы, образующиеся при химическом взаимодействии металла с формой; 7) газы, образующиеся в результате применения в литейной форме холодильников.
Все эти газы должны быть удалены из формы через выпоры, прибыли, стержневые знаки и непосредственно через стенки формы. Выпоры и прибыли обеспечивают вывод газа из полости формы и в период заполнения ее металлом. Наиболее важным является вывод газов через стенки формы и знаки стержней.
Парообразование является основным источником газов при заливке металла в сырые песчано-глинистые формы. Вода, превращаясь в пар, увеличивает свой объем в 1700—1800 раз [67, 68].
Каждый кубический сантиметр смеси влажностью 5% при заливке в форму металла выделяет 144,5—153,0 см3 паров воды. Общий объем газов, выделяемых литейной формой при применении формовочных смесей с влажностью 4—6%, колеблется от 15 до 30 см3 на 1 г смеси. При этом 70—90% объема выделяющихся газов составляют пары воды [94].
Газотворность сырых форм в 5—7 раз выше, чем сухих. Удельный объем газов, выделяющихся из влажных формовочных смесей при влажности 3—4%, колеблется от 200 до 300 см3/минсм2 и при увеличении влажности смеси быстро вырастает.
При изготовлении отливок необходимо следить за тем, чтобы высушенные формы и стержни не успели отсыреть за счет атмосферной влаги. Поэтому нельзя допускать продолжительного простоя до заливки высушенных форм и стержней и особенно после перекрытия верхней опоки. В первую очередь это относится к летним месяцам, когда влажность воздуха очень велика. Формы, прошедшие поверхностную подсушку, должны сразу же подаваться под заливку.
При применении песчано-глинистых и песчано-бентонитовых формовочных смесей определенный объем паров воды образуется за счет диссоциации каолина и монтмориллонита— основных породообразующих минералов огнеупорных глин и бентонитов, содержащих в своем составе химически связанную воду.
По данным М. Ф. Викуловой, потери при прокаливании огнеупорных глин колеблются в пределах от 11,77 до 14,24%, а бентонитов — от 6,11 до 9,15 [29]. Таким образом, каждый кубический сантиметр уплотненной смеси способен выделить дополнительно около 60 см3 паров воды при применении песчано-глинистых смесей и около 15 см3 — при применении песчано-бентонитовых смесей. Химически связанная вода удаляется из огнеупорной глины и бентонита не постепенно и равномерно, а сразу в узком интервале температур, лежащем между 723 и 873 К. Такое бурное парообразование в узком интервале температур создает повышенное давление газов в литейной форме и затрудняет получение качественных отливок. Высокая влажность формовочной смеси является причиной образования в форме так называемой зоны «мокрой прочности», с которой связывается образование ужимин на отливках.