粘土砂鑄造工藝是由粘土型砂為造型材料的鑄造工藝方法。型砂由砂、粘土、水和附加材料按照一定比例混制而成。砂子為耐火骨料，粘土（膨潤土）為粘接劑，和水結合發揮粘結作用，附加材料用于改善型砂的某些鑄造工藝性能。按照是否烘烤鑄型，粘土砂鑄造工藝分為粘土砂干型鑄造工藝、粘土砂表面干型鑄造工藝和粘土砂濕型鑄造工藝，其所用的型砂分別為干型砂、表面干型砂和濕型砂。粘土砂干型鑄造工藝一般采用粒度較粗的原砂，用涂料保證提高鑄件表面質量，型砂有較高的透氣性，烘干后具有較高的強度，不易產生沖砂、粘砂、氣孔等鑄造缺陷，主要用于澆注中、大型鑄件。
粘土砂干型鑄造工藝所用砂型需要有專門的烘干設備烘干，生產周期長、能耗大、工作環境惡劣、鑄件尺寸精度低，隨著樹脂砂及水玻璃砂鑄造工藝的廣泛應用，粘土砂干型鑄造工藝在鑄造生產中已很少使用。粘土砂表面干型鑄造工藝所用型砂需在澆注前對型腔表面進行烘烤，得到具有一定厚度型腔表面（15-20mm）干燥層的鑄型。表面干型砂的性能及配制兼有濕型砂和干型砂的要求，原砂的粒度較粗，常用12/30、20/40及30/50的石英長石砂，采用活化膨潤土作為粘接劑并加入木屑，型砂的透氣性和濕強度要求高，鑄型表面需刷涂料以提高抗粘砂能力。與粘土砂干型鑄造工藝相比，表面干型砂的砂型不需進窯烘干，可減少燃料和電力消耗，生產周期短，鑄件的落砂性能提高，清砂比較容易，工作環境較好，但對型砂性能和工藝操作要求提高。粘土砂表面干型鑄造工藝主要用于澆注中大型鑄件，最大鑄件可達十幾噸重，因樹脂砂及水玻璃砂鑄造工藝的應用，其應用有逐漸減少的趨勢，只有少數企業在應用。
粘土砂濕型鑄造工藝和粘土砂干型鑄造工藝及粘土砂表面干型鑄造工藝相比，砂型不需烘干就可直接進行合箱澆注并生產出合格的鑄件，去掉了烘干環節，節省了烘干費用，縮短了生產周期，方便了生產組織，易于實現鑄造生產的機械化及自動化，且鑄型的落砂性好，工作過程揚塵少，環境得到了改善，鑄件的表面精度和尺寸精度高，清理工作量少，生產成本降低。和粘土砂干型鑄造工藝及粘土砂表面干型鑄造工藝相比，粘土砂濕型鑄造工藝也存在一些不足，主要表現在鑄型的強度低，型砂的流動性差，含有水分，發氣量大，鑄件易產生砂眼、氣孔、夾砂等鑄造缺陷。嚴格的型砂質量控制及鑄造生產過程的管理可以有效解決粘土砂濕型鑄造工藝中的問題。濕型粘土砂的主要組成為砂、粘土（膨潤土）、煤粉和水，少數還有重油、渣油或淀粉等附加物。原砂為濕型粘土砂的耐火骨料，主要為石英砂或石英長石砂，粒度多為50/100、70/140或100/200，質量及尺寸較小的鑄件選用粒度較細的原砂，質量及尺寸較大的鑄件選用粒度較粗的原砂，以保證鑄件表面獲得光潔的表面。為了提高型砂的濕強度，增強抗夾砂、粘砂及抗脈紋缺陷的能力，也可將兩種粒度的原砂混合使用。膨潤土多為濕型砂的粘接劑，和水分結合發揮粘接作用。膨潤土被水濕潤后具有粘接性和可塑性，因而具有很好的復用性，但如果膨潤土收到高溫烘烤而失去結晶水，再遇水將無法恢復其粘接性能，這時的膨潤土不再是粘接劑，而稱為泥分。煤粉是砂性鑄造鑄鐵件生產不可或缺的附加材料，具有防止鑄件表面粘砂、抑制膨脹類缺陷發生，減少氣孔類缺陷等作用，并可改善鑄件的表面質量。
