型砂是由硅砂、黏土（膨润土）和煤粉等造型材料组成的。湿型砂首次全部用新砂混砂时，由于混砂时间不可能很长，膨润土就不可能均匀地包覆在砂粒表面，因此只能看作是简单的混合物。在实际生产中，型砂是经过混砂、造型、浇注、打箱这样的周期反复再生和使用的。浇注时金属液的高温使部分黏土变成不活性微粉或死黏土，其中的一部分残留在旧砂中。此时，型砂是在砂粒表面包覆着失去黏结能力的死黏土，而外层又同时包覆着有效黏土的混合物，如图7-2所示。
表7-8 各种工艺条件对湿型砂性能的要求
为了在生产条件下控制型砂的组成，F.Hofmann于1970年提出了“型砂组成控制纲要”（Sil-ica Program）。1975年，欧洲和美国有500家以上的铸造厂据此检查型砂的组成。现在该技术已逐步完善，在美国、欧洲和日本都颇受重视。按“型砂组成控制纲要”，黏土湿型砂中，除水分以外，主要有以下5种组分：
1）活性黏土。用亚甲基蓝滴定法测定型砂中的活性膨润土含量。
2）含碳材料。含碳材料，如煤粉、重油、沥青、聚丙烯、聚乙烯和聚苯乙烯等，是铸铁型砂中的重要组分。铸钢用的型砂虽不加煤粉，但也需加入谷物粉或淀粉之类，这些也都是含碳材料。
3）易熔组分。易熔组分包括砂粒表面上的变质烧结层和粒度小于0.053mm的细粉（270目以下）。
型砂中，上述细粉的来源有：①膨润土在高温下（600℃以上）失去结晶水而成的死黏土；②金属型界面上形成的FeO、MnO和硅砂反应生成的硅酸盐细粉；③硅砂在563℃相变膨胀时碎裂形成的细粉；④硅砂因机械作用破碎形成的细粉；⑤硅砂中所含的长石及其他杂质形成的细粉。
4）金属细粒。
5）砂粒。
在上述5种组分的基础上，还规定了一项指标，即型砂的洁净因素。其定义式如下：
图7-2 湿型砂的混合状态图示
a）全部用新砂混制 b）反复使用旧砂混制(https://www.xing528.com)
图7-3 反复使用旧砂时湿型砂的组分及其变化
注：A表示型砂高膨胀性，B表示铸造性良好，C表示铸件表面粗糙。
图7-3所示是用于灰铸铁生产反复使用的、在紧实率一定及湿压强度为140～160kPa时的湿型砂组分及其变化。
表7-9是美国一些铸造厂所用的黏土湿型砂的组成及铸件品质。从表中可以看出，砂粒含量低、表面洁净因素低的工厂，其铸件表面质量都比较差。表7-10是日本一些铸造厂所用的黏土湿型砂的组成，其铸件品质的情况未见报道。
表7-9 美国一些铸造厂所用的黏土湿型砂的组成及铸件品质
表7-10 日本一些铸造厂所用的黏土湿型砂的组成
目前，我国在旧砂性能控制方面可以通过测定旧砂中的总含泥量，以及有效膨润土、有效煤粉的含量，求出需要增加的膨润土、煤粉及新砂的数量；也可以通过测定型砂性能，如试样含水量、紧实率，以及热湿拉强度的变化，了解失效成分的增减，及时调整膨润土及煤粉等附加物的加入量，并相应提高新砂的比例。
通过型砂的质量检验和宏观控制，了解型砂性能及使用中的变化，及早采取措施，可以使型砂符合要求和保持稳定，保证铸件质量，预防缺陷产生。在型砂周转快的机械化流水生产的车间，如果不及时发现型砂成分和性能的变动，就会引起大量铸件报废。机械化流水生产时，湿型砂检验项目及频率见表7-11。
可以根据所测结果，综合分析性能间的内在关系，找出型砂性能存在问题的基本原因和对铸件质量的影响，来采取调整措施。调整型砂配比时，应使每次调整幅度不要太大，一般不超出补加量的10%～15%。因为膨润土、煤粉、新砂加入量在一定范围内改变时，往往在几小时或几天后才显示出来。
表7-11 湿型砂检验项目及频率
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