1.黏土型砂用原材料

（1）原砂自然界中的砂土是岩石的风化物。铸造上将直径大于22μm的颗粒称为砂，直径小于或等于22μm的颗粒称为泥分。铸造用原砂通常分为硅砂和非硅质砂两类。

1）硅砂。理论上硅砂是指矿相为石英的SiO₂颗粒，由粒径为0.053～3.35mm的石英颗粒组成。就其矿床在自然界的形成方式而言，铸造用硅砂分为三种，即沉积砂、砂岩砂和人造硅砂。

硅砂的矿物组成及化学成分将直接影响其耐火度及回用性能，而耐火度又直接与铸件的表面粗糙度有关。但是硅砂的物理性能、含泥量及颗粒形状有时比化学成分更为重要。硅砂的表面状态、颗粒形状、粒度及其分布等都是用于评定其是否适于生产优质铸件的基本性能。

2）非硅质砂。硅砂以外的一些砂统称非硅质砂，也称为特种砂。作为铸造原砂的非硅质砂，主要有锆砂、铬铁矿砂、橄榄石砂、刚玉砂等，目前大多用于铸钢件生产中。

（2）黏土 铸造用黏土是型砂的主要黏结剂。黏土的主要化学成分为硅、铝和水分，同时也有镁、铁和碱土金属。黏土是由颗粒极为细小的黏土矿物组成的，被水润湿后，即有可塑性和黏结性，烘干硬结后具有干强度。只要承受的温度不高，黏土在遇水后还有可能恢复原来的性能，有较好的复用性。黏土在自然界分布很广，具有储存量丰富、成本低廉、货源充足、适应性广、黏结强度优异等特点。

黏土按矿物成分的不同分为普通黏土和膨润土两类。两者的各种性能都有较大区别。普通黏土的主要矿物成分是高岭石或伊利石，膨润土的主要矿物成分是蒙脱石。

膨润土主要分为两种，即钙基膨润土和钠基膨润土。我国目前开采的膨润土大都属于钙基膨润土，但在生产中往往满足不了要求，利用黏土矿物的阳离子交换性质，可对钙基膨润土进行活化处理，使之转化为钠基膨润土。

（3）附加物 为了改善型砂的某些性能，常需要在型砂中加入一些起辅助作用的附加物。常用的附加物大致分以下几类：

1）抗粘砂材料。高温金属液进入型腔后，常侵入砂粒的间隙，与砂型（芯）中的某些物质发生作用，在铸件表面形成粘砂缺陷。为了防止这类缺陷的产生，加入抗粘砂材料能有效地防止粘砂缺陷的产生。

最常用的抗粘砂材料是煤粉。它是将烟煤磨碎制得的粉料，主要用于黏土湿型砂，具有很好的防粘砂作用，能显著改善铸件的表面质量。

其他防粘砂材料还有石墨粉、石英粉、重油、氧化铁粉等。

2）溃散附加物。溃散附加物主要用于改善型（芯）砂的溃散性，常用的是纤维素类附加物，主要有木屑粉、核桃粉、稻壳粉、燕麦皮等。这类材料在热浇注或烘干后燃烧，能增加型砂的退让性和溃散性。

3）提高型（芯）砂强度的材料，如糖浆、纸浆、谷物、淀粉，加入后可提高型（芯）砂的强度。(www.daowen.com)

2.黏土型砂的制备

在拟定黏土型砂的配方之前，必须先根据浇注合金种类、铸件结构和要求、造型方法和工艺、清理方法等因素确定型砂应具有的性能范围，然后再根据各种造型原材料的品种和规格、砂处理方法和设备性能、砂铁比等因素拟定型砂配方。以下仅以铸铁件普通机器造型用湿型黏土型砂的制备要求为例作简单介绍。

（1）湿型砂的性能要求

1）强度：一般指湿压强度，控制在0.08～0.14MPa。

2）水分：根据实际生产的存放时间、气温和砂温等因素，水分应比试验数据高，一般将水的质量分数控制在4.5%～6%。

3）透气性：对于生产50kg以下的小件，湿透气性大于80即能满足生产要求。

4）紧实率：对于机器造型，型砂紧实率一般控制在45%左右。

（2）湿型砂对原材料的要求

1）原砂。湿型砂一般采用粒度为50/100目、70/140目、100/200目且颗粒度均匀的圆形或多角形天然硅砂，以保证得到表面光洁的铸件。采用粒度均匀分布在相邻的3个筛号上，筛余留量都超过10%，但不超过35%的细砂更好，因为用这样的砂制得的铸件可以有较好的表面强度，抗夹砂能力强。

2）黏土。湿型砂大多用膨润土作黏结剂，而优先采用品质较高的膨润土，或对钙基膨润土做活化处理。这样可提高型砂强度，或在保证强度的前提下少加膨润土。

3）煤粉。铸铁件湿型中加入煤粉，以防止粘砂、夹砂，得到表面光洁的铸件。煤粉也应优先考虑使用优质的煤粉，在保证铸件表面质量的前提下尽量少加。

4）其他附加物。为了改善型砂的某些性能，有时还加入渣油、氧化铁粉、淀粉等附加物。