较理想的型砂粘结剂应具有的特性是:①液体粘结剂的粘度低,混砂时轻易与砂粒混合均匀,而且混好的型砂流动性好，可以制成外形复杂的、准确反映模样表面外形的砂型和型芯。②硬化速度快，最好不经加热就能硬化，以节约能源和使用价格低廉的非金属或铝合金模样和芯盒。如能采取先硬化、后脱模的方法，就可显著提高铸件的外形和尺寸精度。③硬化后强度高，能用来制造外形复杂、截面细薄的型芯，并可减少粘结剂加入量，以便降低铸件生产成本和减少浇注过程中气体发生量，减少铸件产生气孔缺陷的可能性。④发气量少，要求粘结剂受热发气缓慢、量少。对于和等类铸件还要求粘结剂的含氮量低，以防止产生皮下气孔、针孔等缺陷。⑤溃散性好，粘结剂受到高温作用能自行分解溃散，以防止铸件凝固后产生内应力、裂纹，并使铸件轻易清砂。此外，还要求粘结剂不易吸潮或变质，混砂后可使用时间长，不粘附模样和芯盒，对人体无害，对环境无污染，来源丰富，价格低廉等。

常用的有酚醛树脂、呋喃树脂、异氰酸脂、尿脘树脂等。用合成树脂作粘结剂，一般应结合硬化方法加入适当的硬化剂。常用的硬化方法有 3种。①加热硬化:以酚醛树脂为粘结剂，用加热的金属模样或芯盒制造薄壳砂型或型芯，或者以呋喃树脂为粘结剂在加热的芯盒中制造型芯，硬化速度快,生产效率高,铸件的形状和尺寸精度以及表面质量都很好。在大量生产的汽车、拖拉机等工业中被普遍应用。②气雾硬化:以异氰酸酯、尿脘树脂和酚醛树脂为粘结剂，吹入胺类气雾;或者以呋喃树脂为粘结剂,混砂时加入过氧化物,吹入SO2气体。用这种硬化方法可以使型芯在几秒至30秒以内迅速硬化。型芯生产速度快，铸件形状和尺寸精度高，而且节省能源，在汽车、拖拉机工业和其他成批生产铸件的工业中使用日益增多。③常温自硬:以呋喃树脂、甲阶酚醛树脂或异氰酸脂和有羟基的树脂为粘结剂，同时在型砂中加入液体硬化剂，制成的砂型和型芯在常温下放置可逐渐自行硬化。由于砂型和型芯不需要加热烘干，硬化后强度高，浇注后溃散性能好,铸件表面质量好,可制造小型、中型及大型砂型和型芯，在机床、矿山机械、动力机械、冶金机械等工业生产中使用较多

常用的是硅酸钠或硅酸钾的水溶液。它们在液态时具有粘性，并在一定条件下能转变成凝胶状态，因而可用来作型砂或芯砂的粘结剂。以水玻璃为粘结剂的砂型和型芯中如吹入CO2气体,只需几秒到几十秒钟就能硬化。在水玻璃型砂中加入硅酸二钙或有机酯，能使砂型和型芯自行硬化。水玻璃的价格低、无气味，对环境污染少。水玻璃砂的溃散性差和旧砂回用较困难等问题，已开始得到解决。

使用最广，用量最大的型砂粘结剂。粘土主要是由细小结晶质的粘土矿物组成，如高岭石和蒙脱石等。粘土依含有的粘土矿物种类和性能的不同，主要分为普通粘土和膨润土两类。普通粘土通常又称白泥，是由高岭土类的粘土矿物组成，其中含Al2O3较多,耐火性较高的称为耐火粘土。普通粘土多用于干砂型。膨润土主要是由蒙脱石类矿物组成，根据吸附的阳离子不同又可分为钙膨润土和钠膨润土。钙膨润土吸附的阳离子以Ca为主;钠膨润土吸附的阳离子以Na为主。膨润土的湿态粘结力比普通粘土高，一般用于湿砂型。

型砂粘结剂按化学组成可分为无机粘结剂和有机粘结剂两大类。主要的无机粘结剂有粘土、水玻璃和水泥、磷酸盐等，其中以粘土、水玻璃应用较多。有机粘结剂主要有植物油、糖浆、糊精、羧甲基纤维素、松香、合脂、减压渣油、沥青、纸浆废液、合成树脂等，以植物油、合成树脂应用较多。

中国古代铸造所用泥型(古代称为陶范)的基本材料是粘结能力很强的粘土。随着技术的发展，泥型中夹有大量砂粒，并逐渐以砂子为主要材料，则粘土就成了粘结剂。粘土至今仍在广泛使用。后来相继出现各种无机和有机粘结剂，如植物油、松香、糊精、水玻璃及合成树脂等。1943年德国J.克罗宁发明用酚醛树脂作粘结剂制造薄壳砂型。1947年捷克斯洛伐克L.彼德热拉用水玻璃作为型砂粘结剂，吹CO2气体使其硬化,制成砂型和型芯。这两种粘结剂的应用开辟了砂型和型芯以化学方式硬化的新途径。化学硬化就是将少量硬化剂加入到某些有机或无机粘结剂中，通过它们之间的化学物理作用，达到使砂型和型芯在短时间内硬化的目的。化学硬化砂型浇出的铸件尺寸精度、表面光洁度和生产率都大为提高，很快得到广泛使用。自50年代后期起，各国陆续采用呋喃树脂粘结剂，在加热的芯盒中制芯1~2分钟后，型芯即能硬化。

粘结剂和砂粒混合后包覆砂粒成为粘结剂膜，使砂粒互相粘连起来(见图)，从而赋与砂型和型芯以足够的强度，使其在搬运、组装和浇注过程中不致变形和破碎。

砂型制造砂型的基本原材料是铸造砂和型砂粘结剂。最常用的铸造砂是硅质砂。硅砂的高温性能不能满足使用要求时则使用锆英砂、铬铁矿砂、刚玉砂等特种砂。为使制成的砂型和型芯具有一定的强度，在搬运、合型及浇注液态金属时不致变形或损坏，一般要在铸造中加入型砂粘结剂，将松散的砂粒粘结起来成为型砂。应用最广的型砂粘结剂是粘土，也可采用各种干性油或半干性油、水溶性硅酸盐或磷酸盐和各种合成树脂作型砂粘结剂。砂型铸造中所用的外砂型按型砂所用的粘结剂及其建立强度的方式不同分为粘土湿砂型、粘土干砂型和化学硬化砂型3种。20世纪初铸造业开始采用辗轮式混砂机混砂，使粘土湿型砂的质量大为改善。新型大功率混砂机可使混砂工作达到高效率、高质量。以震实为主的震击压实式造型机的出现，又显著提高了铸型的紧实度和均匀性。随着对铸件尺寸精度和表面质量要求的提高，又出现了以压实为主的高压造型机。用高压造型机制造粘土湿砂型，不但可使铸件尺寸精度提高，表面质量改善，而且使紧实铸型的动作简化、周期缩短，使造型、合型全工序实现高速化和自动化。气体冲击加压的新型造型机，利用粘土浆的触变性,可由瞬时施以0.5兆帕的压力而得到非常紧密的铸型。这些进展是粘土湿砂型铸造能适应现代工业要求的重要条件。因而这种传统的工艺方法一直被用来生产大量优质铸件。