1. 造型材料的基本性能要求

造型材料分为型砂和芯砂两种，用于制造铸型、形成铸件外部轮廓的材料称为型砂；用于制造型芯、形成铸件内部孔腔的材料称为芯砂。型砂和芯砂的性能对铸件的质量有很大的影响，如砂眼、夹砂、气孔、裂纹等铸造缺陷都与其性能有关，其性能包括强度、可塑性、透气性、耐火性和退让性等。

1）强 度

强度是指型砂在外力的作用下，不易变形、不易破坏的能力。如果强度不足，在造型搬运、合箱过程中易形成塌箱；在液态金属的冲刷下，易使铸型表面破损，造成铸件砂眼、夹砂等缺陷。若强度太高，又会使铸型太硬阻碍铸件的收缩，使铸件产生内应力甚至开裂，还使透气性变差，从而导致铸件产生气孔、气窝、裂纹等铸造缺陷。

2）可塑性

可塑性是指型砂在外力作用下变形，去除外力后能完整保持所赋予的形状的能力。可塑性好，容易获得轮廓清晰、尺寸精确的铸件。

3）透气性

透气性是指气体通过型（芯）砂内孔间隙的能力。如果透气性不好，高温液态金属浇入铸型中产生的气体不能顺利排出，就会使铸件产生气孔、气窝等铸造缺陷。

4）耐火性

耐火性是指型砂抵抗高温液态金属热作用的能力。耐火性好，在高温液态金属的作用下不易被烧结粘砂。耐火性的好坏与型砂中SiO2 含量有关，SiO2 含量越高耐火性能越好；型砂颗粒度越大，耐火性也越好。

5）退让性

退让性是指铸件在冷凝时，型砂可被压缩的能力。如果型砂退让性不好，在铸件由液态到固态体积缩小时，就会阻碍铸件的收缩，容易导致铸件产生内应力，从而使铸件产生裂纹甚至开裂。

除此之外，型砂还应具备良好的复用性。

芯砂是用于制造型芯、形成铸件内部孔腔的，在浇注时它被高温金属液所包围，受到的热作用力要比型砂强。因此，要求芯砂的耐火性、强度、透气性要比型砂高，退让性要比型砂好。另外还要求芯砂吸湿性和发气性要小，溃散性要好。

型（芯）砂性能的好坏对铸件质量有很大的影响，因此，在大量生产的铸造车间，设有专门的型砂试验室，用仪器设备及时检测型砂的性能，合格后才可用于生产。在我们金工实习时，可用一种经验手测法检测型（芯）砂的性能，其方法是：用手抓一把型（芯）砂，将其捏紧后松开，若砂团既不黏手，也不松散，且手印清晰，把它折断后断面平整均匀，则表示其强度、可塑性较好。(www.daowen.com)

2. 造型（芯）材料的组成

为了满足型（芯）砂的性能要求，型（芯）砂一般由原砂、黏结剂、附加物和水按一定的比例混制而成。常用的湿型砂（以铸铁件为例）中，新砂占10%～20%，旧砂占80%～90%，膨润土占2%～3%，水占4%～5%。

1）原 砂

原砂是型砂的主体，按主要成分不同可分为三大类：① 石英砂，其SiO2 含量在90%～97%之间，一般用于浇注铸钢件（铸钢件的浇注温度为1 570 °C 左右）；② 石英－长石砂，其SiO2含量在85%～90%之间，一般用于浇注铸铁件；③ 黏土性砂，其黏土的含量在2%～5%之间，一般用于浇注有色合金，如镁合金、铝合金等，其中铝合金的浇注温度为700 °C 左右。

原砂按形状不同可分为圆形（○）、尖角形（△）、多角形（□）。

2）黏结剂

黏结剂的作用是使砂粒黏结成具有一定可塑性及强度的型砂。型砂铸造所用黏结剂大多为黏土，分普通黏土和膨润土。除黏土外，常用的黏结剂还有水玻璃、桐油、树脂等，相应的型砂分别称为水玻璃砂、油砂、树脂砂等，芯砂也常采用这些黏结剂。

3）附加物

为了改善型（芯）砂的性能而加入的其他物质称为附加物。型砂中常用的附加物有煤粉和木屑。加入煤粉能提高型砂的耐火性，防止铸件表面粘砂，使铸件表面光洁；加入木屑能改善型砂的退让性和透气性，防止铸件产生裂纹、气孔、气窝等铸造缺陷。

4）水

水能使原砂与黏土混成一体，并保持一定的强度和透气性。但水分含量要适当，过多或过少都会给铸件质量带来不利的影响。常用湿型砂（以铸铁件型砂为例）水的含量占4%～5%。

3. 型（芯）砂的配制

型砂的组成和制配工艺对型砂的性能有很大影响。将新砂、旧砂、黏土、煤粉、水等处理后，根据铸造合金种类的不同，按一定配比放入混砂机中进行混合称为混制。由于浇注时砂型表面受高温金属液的作用，砂粒粉碎变细，煤粉燃烧分解，使型砂性能变坏。因此，旧砂不能直接使用，必须经磁选（选出砂中的铁块、铁豆和铁钉等）并过筛去除铁块及砂团，再掺入适量的新砂、黏土和水，经过混制恢复良好性能后才能使用。

型砂混制在混砂机中进行，其混制过程是：先按比例加入新砂、旧砂、膨润土和煤粉等干混2～3 min，再加水湿混5～12 min，性能符合要求后卸砂，堆放4～5 h，使黏土膜中的水分均匀，称为调匀。使用前还要过筛并使新砂松散好用。