制造砂型的基本原材料是鑄造砂和型砂粘結劑。最常用的鑄造砂是硅質(zhì)砂。硅砂的高溫性能不能滿足使用要求時則使用鋯英砂、剛玉砂等特種砂。為使制成的砂型和型芯具有一定的強度，在搬運、合型及澆注液態(tài)金屬時不致變形或損壞，一般要在鑄造中加入型砂粘結劑，將松散的砂粒粘結起來成為型砂。應用最廣的型砂粘結劑是粘土，也可采用各種干性油或半干性油、水溶性硅酸鹽或磷酸鹽和各種合成樹脂作型砂粘結劑。砂型鑄造中所用的外砂型按型砂所用的粘結劑及其建立強度的方式不同分為粘土濕砂型、粘土干砂型和化學硬化砂型3種。 粘土濕砂 以粘土和適量的水為型砂的主要粘結劑，制成砂型后直接在濕態(tài)下合型和澆注。濕型鑄造歷史悠久，應用較廣。濕型砂的強度取決于粘土和水按一定比例混合而成的粘土漿。型砂一經(jīng)混好即具有一定的強度，經(jīng)舂實制成砂型后，即可滿足合型和澆注的要求。因此型砂中的粘土量和水分是十分重要的工藝因素。 以型砂和芯砂為造型材料制成鑄型，液態(tài)金屬在重力下充填鑄型來生產(chǎn)鑄件的鑄造方法。大多數(shù)有色合金鑄件都可用砂型鑄造方法獲得。由于砂型鑄造所用的造型材料價廉易得，鑄型制造簡便，對鑄件的單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)和大量生產(chǎn)均能適應，長期以來，一直是鑄造生產(chǎn)中的基本工藝。 砂型鑄造所用鑄型一般由外砂型和型芯組合而成。為了提高鑄件的表面質(zhì)量，常在砂型和型芯表面刷一層涂料。涂料的主要成分是耐火度高、高溫化學穩(wěn)定性好的粉狀材料和粘結劑，另外還加有便于施涂的載體（水或其他溶劑）和各種附加物。 粘土濕砂型鑄造的優(yōu)點是：①粘土的資源豐富、價格便宜。②使用過的粘土濕砂經(jīng)適當?shù)纳疤幚砗螅^大部分均可回收再用。③制造鑄型的周期短、工效高。④混好的型砂可使用的時間長。⑤砂型舂實以后仍可容受少量變形而不致破壞，對拔模和下芯都非常有利。缺點是：①混砂時要將粘稠的粘土漿涂布在砂粒表面上，需要使用有搓揉作用的高功率混砂設備，否則不可能得到質(zhì)量良好的型砂。②由于型砂混好后即具有相當高的強度,造型時型砂不易流動，難以舂實,手工造型時既費力又需一定的技巧，用機器造型時則設備復雜而龐大。③鑄型的剛度不高，鑄件的尺寸精度較差。④鑄件易于產(chǎn)生沖砂、夾砂、氣孔等缺陷。 粘土干砂型制造這種砂型用的型砂濕態(tài)水分略高于濕型用的型砂。 粘土砂芯用粘土砂制造的簡單的型芯。 粘土干砂 制造這種砂型用的型砂濕態(tài)水分略高于濕型用的型砂。砂型制好以后，型腔表面要涂以耐火涂料，再置于烘爐中烘干，待其冷卻后即可合型和澆注。烘干粘土砂型需很長時間，要耗用大量燃料，而且砂型在烘干過程中易產(chǎn)生變形，使鑄件精度受到影響。粘土干砂型一般用于制造較大的鑄件。自化學硬化砂得到廣泛采用后，干砂型已趨于淘汰。 化學硬化砂型 這種砂型所用的型砂稱為化學硬化砂。其粘結劑一般都是在硬化劑作用下能發(fā)生分子聚合進而成為立體結構的物質(zhì)，常用的有各種合成樹脂和水玻璃。化學硬化基本上有3種方式。 ① 自硬:粘結劑和硬化劑都在混砂時加入。制成砂型或型芯后，粘結劑在硬化劑的作用下發(fā)生反應而導致砂型或型芯自行硬化。自硬法主要用于造型，但也用于制造較大的型芯或生產(chǎn)批量不大的型芯。 ② 氣霧硬化:混砂時加入粘結劑和其他輔加物，先不加硬化劑。造型或制芯后，吹入氣態(tài)硬化劑或吹入在氣態(tài)載體中霧化了的液態(tài)硬化劑，使其彌散于砂型或型芯中，導致砂型硬化。氣霧硬化法主要用于制芯，有時也用于制造小型砂型。 ③ 加熱硬化:混砂時加入粘結劑和常溫下不起作用的潛硬化劑。制成砂型或型芯后，將其加熱，這時潛硬化劑和粘結劑中的某些成分發(fā)生反應，生成能使粘結劑硬化的有效硬化劑，從而使砂型或型芯硬化。加熱硬化法除用于制造小型薄殼砂型外，主要用于制芯。