1.造型材料
砂型铸造用的造型材料是制造型砂和芯砂的材料，主要由原砂、黏结剂(黏土、水玻璃、树脂等)、附加物(煤粉、重油、木屑)、水按一定比例混制而成。造型材料根据结合剂种类的不同，可分为黏土砂、水玻璃砂和树脂砂等。其中，黏土砂应用最广，适用于各类铸件； 水玻璃砂强度高，铸型不需要烘干，硬化速度快，生产周期短，主要用于铸钢件的生产； 树脂砂强度较高，透气性和复用性好，铸件易于清理，便于实现机械化和自动化生产，适用于铸件的成批大量生产。
砂型在浇铸和凝固的过程中要承受熔融金属冲刷、静压力和高温的作用，并要排出大量气体，型芯则要承受铸件凝固时的收缩压力，因此造型材料应具有以下主要性能要求。
(1)可塑性
可塑性是指型砂在外力的作用下可以成型，外力消除后仍能保持其形状的特性。可塑性好，易于成型，能获得型腔清晰的砂型，从而保证铸件的轮廓尺寸精度。
(2)强度
强度是指型砂抵抗外力破坏的能力。砂型应具有足够的强度，在浇注时能承受熔融金属的冲击和压力不致发生变形和毁坏，从而避免铸件产生夹砂、结疤和砂眼等缺陷。
(3)耐火性
耐火性是指型砂在高温熔融金属的作用下不软化、不熔融烧结及不黏附在铸件表面上的性能。耐火性差会造成铸件表面黏砂，使清理和切削加工困难，严重时则会造成铸件的报废。
(4)透气性
砂型的透气性用紧实砂样的孔隙度表示。透气性差，熔融金属浇入铸型后，在高温的作用下，砂型中产生的及金属内部分离出的大量气体就会滞留在熔融金属内部不易排出，从而导致铸件产生气孔等缺陷。
(5)退让性
退让性是指铸件冷却收缩时，砂型与型芯的体积可以被压缩的能力。退让性差，铸件收缩时会受到较大阻碍，使铸件产生较大的内应力，从而导致变形或裂纹等铸造缺陷。
2.造型用工具和工艺装备
造型用工艺装备主要包括砂箱、模样、芯盒及浇注系统、冒口等，如图9-11 所示。模样多用来形成铸型型腔，浇注后形成铸件的外部轮廓，但模样尺寸要比铸件的轮廓尺寸大一些，大出的部分就是铸件的收缩量； 芯盒是用来制作砂芯的，砂芯多用来形成铸件的内腔或局部复杂表面。
3.造型方法
用型砂制造铸型的过程称为造型，它包括手工造型和机器造型两种。
(1)手工造型
手工造型和制芯是传统的方法。现代手工造型、制芯已不像古老的操作那样一切都凭人的体力去完成了，像砂箱的搬运、翻转及向砂箱中填砂等笨重劳动，现在都可以借助机械来完成。因而，现代手工造型是指用手工完成紧砂、起模、修型和合箱等主要操作的造型过程。
图9-11 造型主要工具
手工造型操作灵活，模样、芯盒等工艺装备简单，同时，无论铸件大小、结构复杂程度如何，它都适应。因此，在单件、小批量生产中，特别是重型复杂铸件的造型中，手工造型应用较广。常用的手工造型方法有下述几种。
1)整模造型。用整块模样进行造型的方法称为整模造型。图9-12 所示为整模造型的基本过程。造型时模样全部放在一个砂箱内，有一个完整的分型面。整模造型操作简单，制得的型腔形状和尺寸精度较好，适用于形状简单而且最大截面在一端的铸件。
图9-12 整模造型
(a)造下型，填砂，春砂； (b)刮平，翻下型； (c)造上型，扎气孔，做泥号；(d)敞上型，起模，开浇口； (e)合型； (f)落砂后带浇口的铸件
2)分模造型。图9-13 所示为分模造型的基本过程，其特点是: 模样在最大截面处分成两半，两半模样分开的平面常常作为造型时的分型面。造型时，两半模样分别在上、下两个砂箱中。分模造型操作简便，是应用最广的一种造型方法，常应用于筒类、管类和阀体等形状比较复杂的、各种生产批量的铸件。
图9-13 分模造型(www.xing528.com)
(a)造下砂型； (b)翻转下砂型后，造上砂型放浇口棒及出气口棒；(c)开箱，起模，开浇口； (d)下型芯，合箱
3)挖砂造型。当铸件最大截面不在端部，模样又不方便分成两半时，常将模样做成整体，造型时挖出阻碍起模的型砂，这种造型方法称为挖砂造型，图9-14 所示为挖砂造型的基本过程，它的特点是: 模样形状较为复杂，分型面是曲面，合箱操作难度较大； 要求准确挖至模样的最大截面处，比较费工时，生产率低，要求操作工人技术水平高。它仅适用于单件、小批量生产。当成批生产时，可用假箱造型或成型模板造型来代替挖砂造型。
图9-14 挖砂造型
(a)造好未翻转的下砂型； (b)挖砂后的下砂型； (c)合型后情况； (d)铸件
4)活块造型。铸件的外部或内部有凸起部分妨碍起模时，可将这些妨碍起模的凸起部分做成活块，造型时，先起出主体模样，再从侧面起出活块，这种造型方法称为活块造型。图9-15 所示为活块造型的基本过程，它的特点是: 要求操作工人技术水平高，生产率低，仅适应于单件生产。当成批生产时，可用外型芯代替活块，使造型容易。
图9-15 活块造型
(a)造下型； (b)造上型； (c)起出模样主体； (d)起活块； (e)合型
图9-16 刮板造型
(a)刮制下型； (b)刮制上型； (c)合箱
5)刮板造型。用与铸件截面形状相适应的特制刮板刮制出所需砂型的造型方法称为刮板造型。图9-16 所示为刮板造型的基本过程，它的特点是: 可以节省制模材料和工时，缩短生产准备时间，铸件尺寸越大，这些优点越显著。但刮板造型只能用手工进行，操作费工时，生产效率低，铸件尺寸精度较低。刮板造型常用来制造单件或小批、尺寸较大的回转体或等截面形状的铸件。
6)三箱造型。有些形状复杂的铸件，往往具有两头截面大而中间截面小的特点，用一个分型面起不出模样，需要从小截面处分开模样，采用两个分型面、三个砂箱的造型方法。图9-17 所示为三箱造型的基本过程，它的特点是: 中箱的上下面均为分型面，且中箱高度应与中箱中的模样高度相近，模样必须采用分模。三箱造型操作较复杂，生产效率低，故只适应于单件、小批量生产。当生产批量大或采用机器造型时，也可采用外型芯将三箱造型简化为两箱造型。
图9-17 三箱造型
(a)造中型； (b)造下型； (c)翻下、中型，造上型；(d)依次敞箱，起模； (e)下芯，合型
(2)机器造型
将造型中两项最重要的操作“紧砂” 和“起模” 实现机械化的造型方法称为机器造型。与手工造型相比，机器造型的生产率高，质量稳定，工人劳动强度低，但设备和工艺装备费用高，生产准备周期长。它适用于大量和成批生产的铸件。
4.造芯
制造型芯的工艺过程称为造芯。型芯是为了获得铸件的内腔或局部外形时，用芯砂或其他材料制成的安放在型腔内部的铸型组元。造芯可分为手工造芯和机器造芯两种。形状复杂的型芯还可以分块制造，然后粘合成型。
1)手工造芯通常采用芯盒制造，主要用于单件、小批量生产。图9-18 所示为利用芯盒造芯的示意图。
2)机器造芯是利用造芯机来完成填砂、紧砂和取芯的，其生产效率高、型芯质量好，适用于大批量生产。
5.合型
合型又称合箱，是将铸件的各个组元组合成一个完整铸型的操作过程。合型前应进行铸型、型芯的质量检验，之后应进行验型，以保证铸型型腔几何形状和尺寸的准确及型芯的稳固，防止产生偏芯、错型等缺陷，合型后，上、下型应夹紧或在铸型上放置压铁，以防止浇注时造成抬箱、射箱或跑火等事故。
图9-18 芯盒造芯
(a)整体式芯盒造芯； (b)对开式芯盒造芯； (c)可拆式芯盒造芯
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