При прокаливании форм с сухим наполнителем объем последнего при нагревании увеличивается вследствие термического расширения и аллотропических превращений. При этом наполнитель сжимает и деформирует оболочку формы. Нагревание и расширение наполнителя происходят в направлении от стенок опоки к керамической оболочке, т. е. оболочка нагревается в последнюю очередь и ее расширение ограничивается наполнителем, который при использовании возврата частично спекается и приобретает дополнительную прочность. Кроме того, при подаче прокаленных форм на заливку металлическая опока быстро охлаждается и сжимает наполнитель, который, в свою очередь, сжимает оболочковую форму. В результате при прокаливании керамической оболочки с наполнителем происходит уменьшение ее размеров. Это приводит к значительному снижению точности отливок и уменьшению их размеров.
При прокаливании оболочковых форм без наполнителя термическое расширение оболочки не ограничивается. При формовке раскаленной оболочки в псевдокипящем песке нагревание последнего происходит в направлении от оболочки к стенкам опоки, спекание песка не происходит (он находится в сыпучем состоянии), и его расширение в слое, прилегающем к оболочке, компенсируется перераспределением песчинок в менее нагретых наружных слоях. Температура песка при формовке оболочек колеблется в пределах 260-340° С, т. е. аллотропических превращений в нем не происходит. Отсутствие сжатия и деформации оболочки при данном способе прокаливания и формовки приводит к повышению размерной точности отливок и некоторому увеличению их размеров по сравнению с отливками, полученными при прокаливании форм с наполнителем.
Из изложенного механизма воздействия наполнителя на оболочку при прокаливании следует, что точность размеров отливок при формовке с сухим наполнителем зависит от прочности оболочки. Для проверки этого была исследована размерная точность отливок (размер партии 300 шт.), полученных при формовке и прокаливании с наполнителем керамических оболочек повышенной прочности.