与水玻璃砂相比，树脂砂和粘土砂对环境的污染以及生产过程中对工人健康造成的危害，已经不可忽视，要解决铸造工业中的问题，主要任务就是实现砂型铸造的绿色制造。水玻璃作为一种绿色生产的粘结剂，在铸造行业已经得到认可。所以近些年世界各国对基于水玻璃砂的绿色铸造工艺技术及材料等的研究也正在不断加强，虽然水玻璃砂在实现绿色铸造生产方面有着其不可取代的优势，但其自身也存在明显的不足，较高的水玻璃加入量、吸湿性强、型砂残留强度高、落砂清理困难、旧砂回用性差等问题。针对这些缺点人们从最初的物理改性到化学改性，发展到现在的复合改性，使得水玻璃型砂在不同方面得到了有效的改善。　　本文针对水玻璃易老化、粘结强度低、溃散性差等缺点，采用物理-化学复合改性，对水玻璃进行改性。首先选取焦磷酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等四种磷酸盐对水玻璃进行单一物质的改性，实验结果表明焦磷酸钠改性效果最好，改性剂加入量为5.0％（质量分数）时，型砂即时强度提高1.37倍，24h强度提高2.38倍，800℃高温残留强度降低90％，抗吸湿性提高40.6％。其次选用柠檬酸铵、氯化铵、木质素、自制改性剂对水玻璃进行改性，实验结果表明型砂的常温强度和溃散性提高、吸湿性得到改善，并且得出不同改性剂的最佳加入量分别为柠檬酸铵3.0％、氯化铵3.0％、木质素1.0％、自制改性剂3.0％（均为质量分数）。最后将上述物质复合起来对水玻璃进行改性，测试了型砂的强度和吸湿性。　　通过实验数据和结果，分析和探讨了改性水玻璃的机理，发现改性后水玻璃的粘度增加、表面张力降低，在制备型砂时沙粒表面被水玻璃很好的包覆形成了均匀的粘结膜，并且颗粒与颗粒之间通过粘结桥很好的粘结在一起，增加了型砂的常温强度。热重分析得出改性水玻璃CO2硬化后水分大量减少，有助于凝胶颗粒的细化，增强水玻璃粘结力。改性水玻璃经过高温煅烧、冷却后，由于改性剂特殊的价键结构和物化性质，使得硬化过程中形成的相互穿插的网状结构很容易断裂，使包覆在沙子表面的粘结膜受到破坏残留强度降低，即型砂溃散性提高。