爱华网用粘土粘结砂作造型材料生产铸件，是历史悠久的工艺方法，也是应用范围最广的工艺方法。说起历史悠久，可追溯到几千年以前；论其应用范围，则可说世界各地无一处不用。
值得注意的是，在各种化学粘结砂蓬勃发展的今天，粘土湿型砂仍是最重要的造型材料，其适用范围之广，耗用量之大，是任何其他造型材料都不能与之比拟的。据报道，美国钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占80%以上；日本钢铁铸件中，用粘土湿型砂制造的占73%以上。
适应造型条件的能力极强，也是粘土湿型砂的一大特点。1890年震压式造型机问世，长期用于手工造型条件的粘土湿型砂，用于机器造型极为成功，并为此后造型作业的机械化、自动化奠定了基础。近代的高压造型、射压造型、气冲造型、静压造型及无震击真空加压造型等新工艺，也都是以使用粘土湿型砂为前提的。
各种新工艺的实施，使粘土湿型砂在铸造生产中的地位更加重要，也使粘土湿型砂面临许多新的问题，促使我们对粘土湿型砂的研究不断加强、认识不断深化。
现今，随着科学技术的速发展，各产业部门对铸件的需求不断增长，同时，对铸件品质的要求也越来越高。现代的铸造厂，造型设备的生产率已提高到前所未有的水平，如果不能使型砂的性能充分适应具体生产条件，或不能有效的控制其稳定、一致，则不用多久就可能将铸造厂埋葬于废品之中。
随着科学技术的发展，目前采用粘土湿型砂的铸造厂，一般都适合其具体条件的砂处理系统，其中包括：旧砂的处理、新砂及辅助材料的加入、型砂的混制和型砂性能的监控。
粘土湿砂系统中，有许多不断改变的因素。如某一种或几种关键性能不能保持在控制范围之内，生产中就可能出现问题。一个有效的砂处理系统，应能监控型砂的性能，如有问题，应能及时加以改正。
由于各铸造厂砂处理系统安排不同，选用的设备也不一样，要想拟定一套通用的控制办法是做不到的。这里，打算提出一些目前已被广泛认同的控制要点。各铸造厂认真地理解了这些要点之后，可根据自己的具体条件确定可行的控制办法。而且，还要随着技术的进步和工厂的实际能力（包括人员和资金）不断改进对型砂系统的控制。
一．旧砂的处理
用粘土湿型砂造型，浇注以后，除贴近铸件的部分型砂中活性膨润土受热失效成为死粘土外，大部分型砂可以回收使用。这是粘土湿型砂的主要优点之一。
配制粘土湿型砂时，旧砂用量一般都在90%以上，如果对旧砂的处理不当，无论怎样加强混砂，无论添加什麽辅助材料，都不可得到好的型砂。所以，对旧砂进行有效的处理，是保证型砂质量的前提。
1．旧砂温度的控制
热砂问题，已被公认为粘土湿型砂铸造必须面对的最大问题。型砂温度太高，铸件容易产生夹砂、表面粗糙、冲砂、气孔等缺陷。热砂对铸件质量的负面影响，主要由于以下几个方面：
·由于热砂使水分蒸发，混砂时无论怎样注意，也难以控制型砂的性能；
·将热型砂送往造型机的过程中，由于水份损失，型砂性能改变，造型时实际上用的型砂，其性能与混砂时控制的性能差别很大；
·造型时，热型砂的水分容易在模样表面上凝结，型砂粘模；
·合型后，热砂的水分蒸发，凝结在冷的芯子上，会使芯子的强度降低，铸件也易于产生气孔；
·如果旧砂要贮存在砂斗中备用，则热砂容易粘附在砂斗壁上。严重时，砂斗四周堵满了型砂，只剩中间一个孔洞，使系统中的型砂只有一部分周期使用，这部分型砂周转快、温度又会进一步提高，使热砂问题更加严重。
多高温度的砂算是热砂？判断热砂的温度界限，是看其是否使混砂、造型及铸件质量方面出现问题。对此，许多研究者从个方面进行了研究；有人研究了型砂温度对其性能稳定性的影响；有人研究了温度对膨润土-水系统流变性的影响；有人研究了型砂温度与铸件质量的关系。各方面的研究，得到了一致的结论，即：为保证型砂的性能稳定，温度应保持在50℃以下。
使型砂冷却，最有效的办法是加水，但是，简单的加水，效果是很差的。一定要吹入大量空气使水分蒸发，才能有效地冷却。
以下，给出一个简略的计算比较：
型砂的比热大致是：9.22×102J/kg·℃，
水的比热是：4.19×103J/kg·℃，
水的蒸发热是：2.26×106J/kg，
1吨砂中加20℃的水10kg（加水1%），使其温度升到50℃，所能带走的热量为4.19×103
×10×30，即12.57×105J。
1吨砂温度降低1℃，需散热9.22×102×1000 J，即9.22×105 J。
所以，在旧砂中加水1%，只能使温度降低24.5℃。
使1吨砂中的水分蒸发1%（10kg），能带走的热量为2.26×107J，却可使砂温降低24.5℃。
以上的分析表明：简单地向皮带机上加水或向砂堆洒水，冷却效果是很差的。即使加水后向砂表面吹风，也不能有多大的改善。加水后，要使水在型砂中分散均匀，然后向松散的砂吹风，使水分迅速蒸发，同时将蒸汽排除。
目前，型砂冷却装置的品种、规格很多，主要有冷却滚筒、双盘冷却器和冷却沸腾床等，都是利用水分蒸发冷却型沙。其中，冷却沸腾床效果较好。
2．旧砂的水分控制
几乎所有的铸造厂都检查和控制混成砂的水分，但是，对于严格控制旧砂水分的重要性，很多铸造厂的领导和技术人员还缺乏足够的认识。
进入混砂的旧砂水分太低，对混砂质量的影响可能并不亚于砂温过高。
试验研究和经验都已证明，加水润湿干膨润土比润滑湿膨润土难得多。型砂中的膨润土和水，并非简单的混在一起就行，要对其加搓揉，使之成为可塑状态。这就像用陶土和水制陶器一样，将水和土和一和，是松散的，没有粘接能力；经过搓揉和摔打，使每粒土都充分吸收了水分，就成为塑性状态，才可以成形，制成陶器毛坯。
铸型浇注以后，由于热金属的影响，很多砂粒表面上的土-水粘结膜都脱水干燥了，加水使其吸水恢复塑性是很不容易的。旧砂的水分较低，在混砂机中加水混碾使之达到要求性能所需要的时间就越长。由于生产中混砂的时间是有限的，旧砂的水分越低，混成砂的综合质量就越差。目前，各国铸造工作者已有了这样一种共识：进入混砂机的旧砂，水分只能比混成砂略低一点。
较好的做法是：在旧砂冷却过程中充分加水冷却后所含的水分略低于混成砂。这样，从砂冷却到进入混砂机还有一段相当长的时间，水可以充分润湿旧砂砂粒表面上的膨润土。
更好的做法是：在系统中设混砂机对旧砂进行预混，冷却后的旧砂在预混混砂机中加水进行预混，以改善旧砂中膨润土和水的混合状态。国外，有的铸造厂预混时，将需补加的新砂、膨润土、煤粉等附加料全部加入。天津的新伟祥铸造公司，用德国制造的EiRich混砂机预混。经过预混的旧砂，进入混砂机后加水量很少，只是略微调整。型砂中的膨润土和水在混砂机进一步得到调制，型砂的性能就更为稳定一致。
3．旧砂的粒度
对于用粘土湿型砂制造的铸铁件，型砂的粒度以细一些为好。由于混砂时旧砂用量一般都在90%以上，决定型砂粒度的因素主要是旧砂。新砂加入量很少，不可能靠加入新砂来改变型砂的粒度。所以，应该经常检测旧砂的粒度。
检测粒度时，取样后先清洗除去泥分（可用测定含泥量时剩下的砂样），烘干后筛分。
对粒度有以下两点要求。
（1）140目筛上的砂粒应在10-15%之间。保持较多的细砂，可以减轻铸件表面粘砂。而且，会增加砂粒之间粘结桥的数量，从而降低型砂的脆性，避免冲砂缺陷。此外，这对提高型砂的温强度、干强度和水分迁移后增湿层强度都有好处。
（2）200目筛、270目筛和底盘上细砂的总和应尽量地少。这样的细砂对改善铸件表面质量的作用不大，却会使混成砂的水分较高，而且会使型砂的透气性降低。细砂的总和一般应少于4%。
4．吸水细粉的含量
吸水细粉中主要是死粘土，还包括焦化了的煤粉细粒和其他细粉。
吸水细粉的含量并非越低越好，最好将其控制在2-5%之间。
吸水细粉，混砂时会和膨润土争夺水分，使混成砂达到可紧实性目标值所需的水分增高。但是，据目前大家的认识，吸水细粉的吸水能力比膨润土强，而保持水分的能力却低于膨润土。因此，在型砂中加水量略有不当时，吸水细粉对型砂性能有一定的"微调和稳定"作用。水分高时，细粉首先吸水，膨润土所吸收水可较稳定一致；混成砂在输送过程中水分蒸发时，吸水细粉所吸的水先蒸发，粘结砂粒的粘土膏中的水分较为稳定，型砂的性能也就较小波动。
吸水细粉含量太高也不好，会使型砂的水分较高，易于导致铸件上产生针孔、表面粗糙和砂孔的缺陷。
吸水细粉含量太低，则型砂的性能（尤其是可紧实性）不易稳定。
(2)计算机辅助分析
计算机辅助分析又称计算机辅助工程(Computer AidedEngineering，简称CAE)，是计算机应用的一个重要领域。一般说来，它是通过建立能够准确描述研究对象某一过程的数学模型，采用合适可行的求解方法，使得在计算机上模拟仿真出研究对象的特定过程，分析有关影响因素，预测这一特定过程的可能趋势与结果。铸造过程数值模拟技术便属于典型的CAE技术。经过几十年的发展，铸造CAE所涉及的范围已相当广泛。
上述模拟技术已从最初的普通重力砂型铸造扩展到压铸、低压铸造、熔模铸造、电磁铸造、双辊连铸、电渣熔铸等众多铸造方法。目前，铸造数值模拟技术尤其是三维温度场模拟、流动场模拟及弹塑性状态应力场模拟已逐步进入实用阶段，国内外一些商品化软件系统先后推向市场，对实际铸件生产起着越来越重要的作用。
因此，对计算机辅助设计与计算机辅助分析应以积极推广。
①实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程
当前国内铸造生产依然是采用传统的工艺设计手段，铸造工艺CAD的应用几近空白，应当尽快实施甩图板、甩红蓝铅笔、甩铸造手册工程，实现铸造工艺的计算机设计。这是铸造行业技术改造的必然要求。
②大力推广铸造CAE技术
目前国内采用铸造CAE技术的企业不到100家，仅占所有铸造厂家的0.5%左右，与西方工业发达国家(10%左右)差别很大，推广应用工作应大力加强。一方面国内铸造业应解放思想，大胆采用最新科技成果；另一方面还应正确认识铸造CAE系统的作用，它侧重于分析、优化铸造工艺，但它绝对不能完全代替铸造工程技术人员，不能神化它的功用，亦不应无视其作用，确切地说它是铸造工作者手中的有利工具。最后还需要政府的扶植，多渠道推广。
③铸造工装初步实现CAD／CAE/CAM/RPM一体化，进一步实现远程制造
在整个铸造生产中，铸造工装尤其是铸造模具/模板的设计制造，比较易于实现CAD/CAE/CAM/RPM一体化。目前国内一些铸造工装企业已初步采用了上述先进设计制造技术，甚至还实现了远程制造。但范围太小，需要进一步加大推广应用力度。
④加强人才培训
铸造CAD、CAE推广应用的另一个关键是人才培训，性能先进的CAD、CAE软件系统只有配以高素质的应用人才才能达到最佳效果。因此在推广高技术的同时应大力加强人才培训。
2)计算机检测与控制
利用计算机实现对生产设备或生产过程进行检测与控制是计算机在铸造生产中应用的重要内容。近些年来，已经出现了很多利用微机来测试各种参数、监视生产状况、控制生产过程的设备及装置，从而有效地提高了铸件质量及生产效率，降低铸造成本。铸造过程采用微电子及计算机技术进行检测与控制是生产高质量铸件的必备条件，也是现代铸造生产的一个重要标志。微机检测与控制系统通常由计算机硬件与软件、I/O接口、模数转换器(A/D)、数模转换器(D/A)、传感器及执行机械等部分组成。
目前在铸造生产中运用的微机检测与控制系统主要有如下几个方面：
①型砂性能及砂处理过程微机检测与控制。
主要功能有紧实率、抗压强度、抗拉强度、有效粘土含量、透气性测定及水分控制。
②冲天炉熔炼的微机检测与控制。
主要功能有配料的自动控制、风量调节、冷却水量控制、湿度及温度控制。
③金属液质量的炉前快速检测及微机处理。
主要功能有各元素成分测定、金属液温度、共晶度、孕育效果、抗拉强度、硬度的测定。
④铸件成形过程的微机检测与控制。
主要功能有金属液流动性检测、铸型性能检测、造型线主辅机工作状态的监控。
⑤铸件成品质量的微机检测。
主要功能有检测铸件内部空洞的大小、检测铸件表面的粗糙度。
此外还有低压及压铸生产过程微机控制系统、料库监控系统及生产组织协调监控系统等。随着科技的发展，铸造行业计算机检测与控制系统将越来越强调在线监控，强调集成化与智能化。
①在线化
能够对铸造过程或设备进行在线检测与控制，能够及时准确地反映现场状态，实时控制有关生产设备，从而使铸造过程或设备保持着最佳状态。
②集成化
各监控系统能够相互配合、相互协调，成为一个有机的整体。
③智能化
监控系统能够根据现场实际情况，自动发出准确合理的指令控制相关对象。
④远程化
利用Internet可以实现远程(异地)监控。
国内铸造企业这一领域的计算机应用相对较多，尤其是一些大规模专业铸造生产厂家，比较注重该方面技术的应用。但总的来说，应用面还不够宽，现有的检测与控制系统也大都是散兵游勇，各自为政，相对孤立地完成某一特定的工作。因此铸造企业一方面在抓现有铸造监控系统现代化改造的同时，注重引进吸收先进在线化、智能化、集成化的监控技术，从而达到高效低耗生产出高质量铸件的目的。
3)专家系统
专家系统(ExpertSystem)是近几十年来人工智能领域研究开发的计算机系统，它是人类长期以来对智能科学的探索成果和实际问题求解需要相结合的必然产物。
专家系统是一种基于知识的智能系统，以求解那些人类专家才能解决的高难度问题为特征。一般包括知识库、数据库、推理机、知识获取机制、解释机制及用户接口等部分。
铸造生产是一个复杂的过程，产品质量受诸多影响因素的制约。而这些因素一般是随机的、复杂的、很难用数学公式描述。在处理一些突发事件时，往往需要丰富的知识与经验，而这些知识与经验并不是所有人都能够掌握的。一个性能优越的铸造生产专家系统就可以处理生产中错综复杂的情况，在不确定信息基础上得到正确的结论，及时准确地解决问题。国外铸造专家系统的研制起始于80年代，一些不同类型的铸造专家系统先后推向市场，如冲天炉控制专家系统，铸件缺陷分析诊断专家系统，铸造过程规划、咨询系统，熔模铸造专家系统等，在实际生产中已取得较好的应用效果。
国内这一领域的研究开发工作起步较晚，但在一些方面也取得了长足进步，先后推出了型砂质量管理专家系统，铸造缺陷分析专家系统，自硬砂质量分析专家系统，压铸工艺参数设计及缺陷诊断铸造生产专家系统等。尽管铸造生产专家系统的研究工作已在很多领域展开，并取得了一定的应用效果，但总的来说目前还处于初始阶段。一些技术及应用环节的障碍，如铸造知识类型复杂、知识表达困难、决策空间大、多目标和多重约束、模糊性和不确定性等都有待于进一步解决。
专家系统控制是智能控制的另一个重要分支，是专家系统应用研究的前沿。在线专家系统控制更是倍受关注，铸造领域这方面的研究将逐步展开。铸造生产专家系统是一个与实际生产结合极其紧密的应用技术，需要从实际中来，到实际中去。铸造专家系统的研制及应用均需要铸造生产企业给予大力的帮助与支持，因此应用推广工作应引起多方面高度重视。
4)信息处理系统
信息社会的一个重要特征就是"信息爆炸"，在这样的背景下，如何运用高效的管理手段及时准确地分析和处理要"爆炸"的信息和浩瀚的数据就显得非常重要了。对于一个铸造企业来说，企业内部各管理部门之间、各生产部门之间、管理和生产部门之间以及企业和外部之间需要传递大量的信息；另一方面企业内部各部门技术的进步往往会发生一些阻碍信息交流的"孤岛"，一些处理系统如CAD、CAE、CAM、CAPP所需要的及所生成的数据彼此差异很大，需要协调管理，才能达到资源共享。根据上述要求信息处理系统(InformationProcessing System)应运而生。
企业信息处理系统有别于管理信息系统(Management InformtationSystem，简称MIS)及产品数据管理(Production DataManagement，简称PDM)，是一个范围更广、内容更深，集整个企业所有行为为一体的信息处理系统。以铸造生产为例，一个铸造厂的信息处理系统应含盖该厂的所有行为，包括市场营销、物料进出、生产组织与协调、行政管理、与外界的信息交换等等。
当今世界信息技术即将成为第一大产业，各种各样信息处理技术大量涌现、日新月异，特别是信息高速公路的出现，使人类社会进入了一个崭新时代。但是与其他领域相比，铸造行业信息处理技术研究、开发与应用显得过于落伍。特别是国内的铸造生产厂家，基本是拒信息技术于门外，尽管也有个别企业尝试采用现代先进信息处理技术，但毕竟凤毛麟角，远没有形成气候。总结国内铸造行业信息处理技术的开发应用现状，有以下特点：
①研究开发没形成规模
基本上处于手工、作坊式、来料加工方式，没有形成规模、特色。所采用的技术也远不是最先进的。
②应用范围较窄
主要集中在铸造企业的财务、人事、库料管理等方面，现场生产管理很少，基本上谈不上系统集成。
③缺乏先进信息技术的应用
如PDM技术、MRP-Ⅱ技术、Internet/Intranet技术等应用还处于起步阶段。
但是，作为机械产品毛坯重要的生产方式，铸造必须吸纳各种现代先进技术，以实现自身的完善与发展。先进信息处理技术的应用将是铸造产业现阶段及将来的技术进步最重要的领域之一。其发展也必将呈现集成化、国际化等趋势。
铸造企业信息处理系统是一个庞大的系统工程，需要有长远的目标与规划。该系统的实施与应用将彻底改变铸造企业传统的生产、管理方式。
5)铸造工装的计算机应用
铸造工装尤其铸造模具、模板的设计制造与普通铸件生产过程相比，更方便采用现代先进制造技术。因此，目前在整个铸造相关环节中，铸造工装的 生产过程相对较多地应用了先进的设计与制造手段。
进入九十年代中期，国内外一些专业铸造模具/模板制造企业，已比较普遍采用以下列方面为代表的先进设计与制造手段，完全变革了传统的制模方式，带来了铸造工装生产的彻底性革命。
①CAD/CAM一体化
在三维特征造型系统上直接进行模具的设计，能够实现模具各部分的虚拟装配，自动检查干涉情况;能够完成走刀规划和加工模拟;可以自动生成NC代码，迅速快捷地生产出高质量的铸造模具来。
②快速原型制造
利用快速原型制造(RPM)技术，能够快速提供铸造工装的模样，可以显著缩短新产品开发周期，降低试制成本。
③并行工程(CE)
在铸造模具/模板设计的一开始就综合并行考虑模具的设计、加工、装配、使用直到报废处理的所有环境，可以将设计错误降低到最低。
④远程设计与制造
随着Internet的不断发展，铸造工装的异地设计、异地制造已成为现实，远程设计与制造技术能够充分发挥不同国家、不同地区的各种资源优势，达到最佳配置。
展望先进铸造工装生产技术的发展趋势，将呈现如下特点：
①并行环境下CAD/CAE/CAM/RPM集成
将CAE技术引入铸造工装的设计制造过程，分析预测产品制造及使用过程各物理特性的变化，从而优化设计与制造工艺。进一步将实现并行环境下CAD/CAE/CAM/RPM集成。
②分散网络化制造(DNM)
作为远程设计与制造技术的发展，分散网络化制造能快速、并行地将不同的成员组合成铸造工装虚拟企业，以最大限度地满足市场需求，充分利用现有资源，保证可持续发展。
尽管国内铸造工装制造的计算机应用已倍受关注，也取得了巨大的进步，但与西方工业发达国家相比，国内的技术研究开发水平还很落后，推广应用范围还很小，亟需迅速提高。
6)Internet与铸造产业
因特网，即Internet是一个国际性的计算机互连网络，它由千百万计相互联接的计算机组成，范围已遍及五大洲几乎所有的国家，是现代社会传递信息的重要工具，对人类活动产生着日益深刻的影响。与其他领域一样，因特网对制造业的影响是巨大的。目前国外的先进制造企业50%左右的生产信息是通过因特网传递的。一些企业的商务活动已过渡到网上商务时代。因特网正改变着传统企业的运作模式，使大部分企业行为方式发生了本质革命，主要体现在如下一些方面：
①新的商务模式
包括网上企业主页信息发布;网上产品与服务广告;网上订货与销售等，Internet能够在企业与用户间、企业与协作企业间建立快速信息流传递，为制造业抓住商机、快速报价、签定合同、组织协作、建立供应链、敏捷响应用户需求提供了保证。
②新的研究、开发、设计与制造方式
利用Internet可以实现异地协同研究、开发，异地协同设计及远程制造，充分合理利用、配置资源。
③新的售前、售后服务方式
包括远程演示、远程培训、远程诊断服务、远程实时检测等崭新手段。
④新的企业管理方式
Internet和Intranet的应用可以使企业管理集约化。对供应链实行动态优化，减少库存，实时了解生产状态，能够提高管理水平，降低管理费用。
⑤新的企业组织方式
利用Internet可以组织不同区域的相关企业，形成虚拟企业，实现分散网络化制造(DNM)，能够发挥各自的优势，最大限度合理利用各种资源。西方工业发达国家的铸造组织及铸造企业非常重视Internet的使用，纷纷建立自己的主页、站点，这些国家铸造产业的网上电子商务、远程设计与制造、虚拟铸造工厂等领域都在飞速发展。
国内铸造业Internet发展也非常快，一些组织、企业都已拥有自己的主页、站点，部分铸造企业的网上电子商务活动相当活跃，尤其是一些铸造模具生产厂家已实现了异地设计及远程制造。但总的来说应用面还不够广，尚需进一步拓宽，应用的层次还比较低，亟待进一步提高。
国内铸造企业应尽快驶上"信息高速公路"，首先建立自己的主页，逐步开展网上电子商务。根据各自企业的实际情况，有计划、有步骤地采用网络化高新技术，来改进企业的生产手段，中国铸造业必将焕然一新。
