水玻璃砂在四十年代末已經(jīng)研制并用于鑄造生產(chǎn)。水玻璃砂作為冷硬化學粘結(jié)劑，在五十年代因工藝簡化，簡單靈活，較加熱硬化的油砂和粘土砂干型有很大優(yōu)越性而廣泛采用，有如下優(yōu)點：
(1)良好的高溫退讓性，較好的解決了球鐵鑄件的鑄造裂紋問題；
(2)造型靈活性大，可根據(jù)實際需求生產(chǎn)各種類型的零件；
(3)造型工藝流程簡便，維持型腔時間較長，可采用無箱造型法；
(4)無色無味 ，作業(yè)環(huán)境良好。
同時水玻璃砂造型也存在著 的問題，如下：
(1)水玻璃砂硬化程度較高，則硬化之后產(chǎn)生硅凝膠團將產(chǎn)生較大摩擦阻力阻礙鑄型起模，用力不當甚至會破壞造型，從而影響鑄件尺寸精度；
(2)水玻璃砂涂料屬于占位涂料，因涂料層的厚度無法 控制，所以鑄件尺寸的精度也無法 的控制，表面刷痕也會影響鑄件表面質(zhì)量；
(3)CO2-水玻璃砂工藝中，加入的水玻璃有2/3參與了酸化反應，生成硅溶膠，其脫水后形成硅凝膠，僅起固化作用，而水玻璃砂的粘結(jié)強度主要來自于另外1/3未參與酸化反應的水玻璃砂的直接脫水，這需要加入足夠多的水玻璃砂，才能型砂的強度。而水玻璃砂加入量的增加，導致了該工藝的 大缺陷：鑄件尺寸精度降低，型砂潰散性差、清砂困難。
水玻璃是無機粘結(jié)劑， 、無味、發(fā)氣性低、價值低廉、來源豐富、有利于環(huán)境保護。目前水玻璃砂的硬化方法主要有氣體硬化法、粉料硬化劑自硬法、液體硬化劑自硬法、脫水、烘干、抽真空及綜合硬化法，在同時并存。
日本1982年 出VRH法(真空置換CO2硬化法)，在硬化工藝上有了很大突破，使水玻璃砂使用又有上升趨勢。由于水玻璃加入量減少一半以上，使型砂長期存在的潰散性差問題立刻解決，加上 理論和方法有較大突破，舊砂已成功地 并大量回用，而且也具有與樹脂自硬砂一樣的冷硬型的優(yōu)點。其工藝步驟如下：
(1)將模型或芯盒用水玻璃砂造型或制芯；
(2)把造好的型(芯)放入真空箱中，打開真空泵，抽真空；
(3)達到 真空度后，關閉真空泵及通真空室的閥門；
(4)打開通硬化氣體的閥門，通入 量的硬化氣體；
(5)關閉通氣閥門，待型(芯)硬化后打開真空箱，取出型(芯)。
眾所周知，在真空中液體的沸點會降低。因此，真空能 鑄型和型芯粘結(jié)劑中水分的蒸發(fā)， 型(芯)砂硬化和強度的提高；另一方面，由于氣體硬化劑置換了砂粒間隙中的空氣，使氣體 易覆在粘結(jié)劑表面，使膠凝作用加強。由于上述兩個作用，VRH法中水玻璃加入量降低到2~3%，仍可達到要求的硬化強度，
且比原來的CO2氣體硬化法高。用VRH法硬化強度均勻一致，表面穩(wěn)定性好，可達90%以上。起模時的硬化強度可調(diào)得比較低，起模后強度逐漸提高。日本小林一典 認為：真空裝置能獲得 的硬化效果，VRH法所需的CO2量僅是普通CO2法的1/10~1/50。
綜上所述，VRH法和一般CO2-水玻璃硬化比較有以下優(yōu)點：
(1)由于水玻璃砂在真空中通CO2氣體硬化，提高了硬化效果，節(jié)省了水玻璃和CO2氣體用量；由于水玻璃量減少到原來的1/2~1/3，真空中脫去部分游離水，使鑄件產(chǎn)生氣孔、針孔的缺陷減少，質(zhì)量提高；
(2)由于粘結(jié)劑用量減少，高溫收縮性減小從而使鑄件的尺寸精度提高；
(3)型(芯)砂的流動性好，充填性能提高；水玻璃加入量減少，導致型砂的潰散性提高，可以振動落砂；且型砂的回用性好，回收率可達以上；
(4)鑄型和型芯有好的存放性，舊的模型和芯盒仍然可以使用。
VRH法和一般CO2-水玻璃硬化比較雖然有諸多優(yōu)點，但VRH法也有不足之處，主要表現(xiàn)在：
(1)鑄型皆要進真空硬化室，為了節(jié)約能源，選擇的真空硬化室，只能兼顧大多數(shù)鑄件而不是所有鑄件；
(2)盡管可采用一箱多型工藝，但生產(chǎn)小件效率還是較低；
(3)由于采用真空硬化室，增加了設備的一次性投資，同時也增加了生產(chǎn)中設備的維修工作量；
(4)在CO2-水玻璃砂造型中，仍存在起模困難、涂料為占位涂料等問題。
