用型砂和芯砂制造铸型的铸造方法称为砂型铸造。砂型铸造的主要工序有：制模、配砂、造型、造芯、合型、熔炼、浇注、落砂、清理与检验等。如图2-1所示为砂型铸造的工作过程及工艺过程流程图。
图2-1 砂型铸造
1）造型
用型砂及模样等工艺装备制造铸型的过程称为造型。造型的方法通常分为手工造型和机器造型两大类。造型时用模样形成铸件的型腔，浇注后形成铸件的外部轮廓。造型过程中造型材料的好坏对铸件的质量起着决定性的作用。
（1）造型材料。制造铸型用的材料称为造型材料。用于制造砂型的材料称为型砂，用于制造型芯的材料称为芯砂。
①对型砂、芯砂性能的要求。
a.强度。指型砂、芯砂在造型后抵抗外力破坏的能力。砂型及型芯在搬运、翻转、合箱及浇注金属时，需要有足够的强度才会保证不被破坏、塌落和胀大。
b.透气性。指型砂、芯砂孔隙透过气体的能力。在浇注过程中，铸型与高温金属液接触，水分汽化、有机物燃烧和液态金属冷却析出的气体，必须通过铸型排出，否则将在铸件内产生气孔或使铸件浇不足。
c.耐火度。指型砂、芯砂经受高温热作用的能力，若耐火度不够，就会在铸件表面或内腔形成一层粘砂层。耐火度主要取决于石英砂中SiO2的含量。
d.退让性。指铸件凝固和冷却过程中产生收缩时，型砂、芯砂能被压缩和退让的性能。型砂、芯砂的退让性不足，会使铸件收缩时受到阻碍，产生内应力、变形和裂纹等缺陷。
②型砂和芯砂的组成。
a.原砂。主要成分为硅砂，而硅砂的主要成分为SiO2，它的熔点高达1 700℃。砂中的SiO2含量越高，其耐火度越高；砂粒越粗，其耐火度和透气性越高。
b.黏结剂。用来黏结砂粒的材料称为黏结剂，常用的黏结剂有黏土和特殊黏结剂两大类。其中，黏土是配制型砂、芯砂的主要黏结剂。特殊黏结剂包括桐油、水玻璃、树脂等。
c.附加物。为了改善型砂、芯砂的某些性能而加入的材料称为附加物。例如，加入煤粉可以降低铸件表面、内腔的粗糙度，加入木屑可以提高型砂、芯砂的退让性和透气性。
2）造型方法
全部用手工或手动工具完成的造型方法称为手工造型。整模造型过程见图2-2。其特点是操作灵活，适应性强，模样成本低，生产准备简单，但造型效率低，劳动强度大，劳动环境差，主要用于单件、小批量生产。常见手工造型方法的特点和应用见表2-1。
图2-2 整模造型过程
1—捣砂杵 2—砂箱 3—模底板 4—模样 5—刮板 6—记号 7—浇口棒 8—气孔针
表2-1 常见手工造型方法的特点和应用
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用机器全部完成或至少完成紧砂操作的造型方法，称为机器造型。当成批、大量生产时，应采用机器造型。机器造型生产效率高，铸件尺寸精度高，表面质量好，但设备及工艺装备要求高，生产准备时间长。
3）造芯
制造型芯的过程称为造芯。型芯的主要作用是用来获得铸件的内腔，但有时也可作为铸件难以起模部分的局部铸型。浇注时，由于受金属液的冲击、包围和烘烤，因此要求芯砂比型砂具有更高的强度、透气性和耐火度等。型芯可采用手工造芯，也可采用机器造芯。
4）浇注系统
图2-3 典型的浇注系统
1—冒口 2—外浇道 3—内浇道 4—直浇道 5—横浇道
为了使液态金属流入铸型型腔所开的一系列通道，称为浇注系统。浇注系统的作用是保证液态金属均匀、平稳地流入并充满型腔，以避免冲坏型腔；防止熔渣、砂粒或其他杂质进入型腔；调节铸件的凝固顺序或补给金属液冷凝收缩时所需的液态金属。如图2-3所示，典型的浇注系统由以下几部分组成。
（1）外浇道。外浇道的作用是缓和液态金属的冲力，使其平稳地流入直浇道。
（2）直浇道。直浇道是外浇道下面的一段上大下小的圆锥形通道。由于它具有一定的高度，可使液态金属产生一定的静压力，从而使金属液能以一定的流速和压力充满型腔。
（3）横浇道。横浇道是位于内浇道上方呈上小下大的梯形通道。由于横浇道比内浇道高，所以液态金属中的渣子和砂粒便浮在横浇道的顶面，从而防止产生夹渣、夹砂等。此外，横浇道还起着向内浇道分配金属液的作用。
（4）内浇道。它的截面多为扁梯形，起着控制液态金属流向和流速的作用。
（5）冒口。冒口的作用是在液态金属凝固收缩时补充液态金属，防止铸件产生缩孔缺陷。此外，冒口还起着排气、集渣和作为浇满标志的作用。冒口一般设在铸件的最高和最厚处。
5）合型、熔炼与浇注
（1）合型。将铸型的各个组元（上型、下型、砂芯、浇口盆等）组成一个完整铸型的过程称为合型。
（2）熔炼。通过加热使金属由固态变为液态，并通过冶金反应去除金属中的杂质，使其温度和成分达到规定要求的操作过程称为熔炼。铸造生产常用的熔炼设备有冲天炉（熔炼铸铁）、电弧炉（熔炼铸钢）、坩埚炉（熔炼有色金属）和感应加热炉（熔炼铸铁和铸钢）。
（3）浇注。将金属液从浇包注入铸型的操作过程称为浇注。铸铁的浇注温度在液相线以上200℃（一般为1 250～1 470℃）。
6）落砂、清理与检验
（1）落砂。用手工或机械使铸件与型砂（芯砂）、砂箱分开的操作过程称为落砂。
（2）清理。落砂后从铸件上清除表面型砂（芯砂）及多余金属（浇口、冒口、飞翅和氧化皮）等的操作过程称为清理。灰铸铁、铸钢件、有色金属铸件的浇冒口可分别用铁锤敲击、气割、机械切割等方法清除。
（3）检验。铸件清理后应进行质量检验。可通过眼睛观察（或借助尖嘴锤）找出铸件的表面缺陷，如气孔、砂眼、粘砂、缩孔、浇不足、冷隔。对于铸件内部缺陷可进行耐压试验、超声波探伤等。
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