粘土砂铸造工艺、树脂砂铸造工艺和水玻璃砂铸造工艺通称为三大砂型铸造工艺。在三大砂型铸造工艺中，由粘土砂铸造工艺生产的铸件超过由树脂砂铸造工艺及水玻璃砂铸造工艺生产铸件的总和，成为最常用的砂型铸造工艺方法。
粘土砂铸造工艺是由粘土型砂为造型材料的铸造工艺方法。型砂由砂、粘土、水和附加材料按照一定比例混制而成。砂子为耐火骨料，粘土（膨润土）为粘接剂，和水结合发挥粘结作用，附加材料用于改善型砂的某些铸造工艺性能。
按照是否烘烤铸型，粘土砂铸造工艺分为粘土砂干型铸造工艺、粘土砂表面干型铸造工艺和粘土砂湿型铸造工艺，其所用的型砂分别为干型砂、表面干型砂和湿型砂。
粘土砂干型铸造工艺一般采用粒度较粗的原砂，用涂料保证提高铸件表面质量，型砂有较高的透气性，烘干后具有较高的强度，不易产生冲砂、粘砂、气孔等铸造缺陷，主要用于浇注中、大型铸件。粘土砂干型铸造工艺所用砂型需要有专门的烘干设备烘干，生产周期长、能耗大、工作环境恶劣、铸件尺寸精度低，随着树脂砂及水玻璃砂铸造工艺的广泛应用，粘土砂干型铸造工艺在铸造生产中已很少使用。
粘土砂表面干型铸造工艺所用型砂需在浇注前对型腔表面进行烘烤，得到具有一定厚度型腔表面（15-20mm）干燥层的铸型。表面干型砂的性能及配制兼有湿型砂和干型砂的要求，原砂的粒度较粗，常用12/30、20/40及30/50的石英长石砂，采用活化膨润土作为粘接剂并加入木屑，型砂的透气性和湿强度要求高，铸型表面需刷涂料以提高抗粘砂能力。与粘土砂干型铸造工艺相比，表面干型砂的砂型不需进窑烘干，可减少燃料和电力消耗，生产周期短，铸件的落砂性能提高，清砂比较容易，工作环境较好，但对型砂性能和工艺操作要求提高。粘土砂表面干型铸造工艺主要用于浇注中大型铸件，最大铸件可达十几吨重，因树脂砂及水玻璃砂铸造工艺的应用，其应用有逐渐减少的趋势，只有少数企业在应用。
粘土砂湿型铸造工艺和粘土砂干型铸造工艺及粘土砂表面干型铸造工艺相比，砂型不需烘干就可直接进行合箱浇注并生产出合格的铸件，去掉了烘干环节，节省了烘干费用，缩短了生产周期，方便了生产组织，易于实现铸造生产的机械化及自动化，且铸型的落砂性好，工作过程扬尘少，环境得到了改善，铸件的表面精度和尺寸精度高，清理工作量少，生产成本降低。和粘土砂干型铸造工艺及粘土砂表面干型铸造工艺相比，粘土砂湿型铸造工艺也存在一些不足，主要表现在铸型的强度低，型砂的流动性差，含有水分，发气量大，铸件易产生砂眼、气孔、夹砂等铸造缺陷。严格的型砂质量控制及铸造生产过程的管理可以有效解决粘土砂湿型铸造工艺中的问题。
湿型粘土砂的主要组成为砂、粘土（膨润土）、煤粉和水，少数还有重油、渣油或淀粉等附加物。原砂为湿型粘土砂的耐火骨料，主要为石英砂或石英长石砂，粒度多为50/100、70/140或100/200，质量及尺寸较小的铸件选用粒度较细的原砂，质量及尺寸较大的铸件选用粒度较粗的原砂，以保证铸件表面获得光洁的表面。为了提高型砂的湿强度，增强抗夹砂、粘砂及抗脉纹缺陷的能力，也可将两种粒度的原砂混合使用。膨润土多为湿型砂的粘接剂，和水分结合发挥粘接作用。膨润土被水湿润后具有粘接性和可塑性，因而具有很好的复用性，但如果膨润土收到高温烘烤而失去结晶水，再遇水将无法恢复其粘接性能，这时的膨润土不再是粘接剂，而称为泥分。煤粉是砂性铸造铸铁件生产不可或缺的附加材料，具有防止铸件表面粘砂、抑制膨胀类缺陷发生，减少气孔类缺陷等作用，并可改善铸件的表面质量。
粘土湿型砂中煤粉的作用（铸铁）
粘土湿型砂中加入煤粉，其在铸件成形过程中的作用主要有4个方面：铁液注入砂型后，使型砂中的煤粉受热分解，所释放的还原性气体在型腔中能防止铁液氧化，防止铸件表面形成FeO，这对于防止黏砂缺陷有非常重要的作用；
铁液注满型腔后，型内气氛为还原性气氛，在这种条件下，煤粉析出的烃类气体，会凝聚于铸型表面，形成光亮碳膜，能防止黏砂并使铸件轮廓清晰；靠近金属-铸型界面处，型砂中的煤粉受热而发生焦化反应时，先软化并发生体积收缩，然后再膨胀。煤粉的软化温度与石英的相变膨胀温度大致相同，可以容让砂粒的膨胀。因而可防止铸件上出现夹砂、鼠尾之类的膨胀缺陷，并改善铸件尺寸的稳定性；
煤粉焦化时发生体积膨胀，能填塞铸型表面层砂粒间的空隙，使铁液及产生的易熔硅酸盐难以渗入，从而改善铸件的表面质量。同时，离开铸型表面一定距离处仍然能保持应有的透气性。
魔君撒旦--BYL
2018-11-19
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