熔模铸造对耐火材料的要求包括足够的耐火度、优良的热化学稳定性、足够小的热膨胀系数、合适的粒度、价格便宜、来源广泛和无毒害。常用的耐火材料包括锆英石和Al2O3-SiO2系材料。
表1熔模铸造用锆英石粉化学成分(wt%)
表2熔模铸造用锆英石粉粒度分布
(1)锆英石粉
四方晶系岛状结构正硅酸盐矿物，分子式为ZrO2·SiO2或ZrSiO4，理论组成为ZrO.1wt%，SiO.9wt%。密度3.9-4.9gcm-3，莫氏硬度7-8，热膨胀系数小(4.6×10-7℃-1)，导热系数较大，冷却快，热震稳定性好。纯净的锆英石是无色透明晶体，含有杂质的锆英石常表现为黄、橙、红、褐等颜色。锆英石是ZrO2-SiO2二元系中唯一的化合物，在℃时可分解出具有很高的活性的无定形SiO2，能和金属液中的某些元素起化学反应，造成缺陷。锆标准HB-中关于熔模铸造用锆英石的化学成分和粒度分布见表1和2。
锆英石(2)高岭石类熟料
高岭石分子式为Al2O3·2SiO2·2H2O，密度为2.6g/cm3，熔融温度范围-℃。天然高岭石是生料，熔模铸造中一般使用主要组分为莫来石、方石英或玻璃相的熟料，即经高温煅烧和破碎的高岭石生料。
表3熔模铸造用铝矾土砂(粉)主晶相及耐火度
表4熔模铸造用铝矾土砂(粉)化学成分及分级代号(wt%)
(3)铝矾土熟料
经煅烧后Al2O3含量不低于48wt%，三氧化二铁含量较低的铝矾土矿在耐火材料行业中通常被称为铝矾土熟料，铝矾土主要由铝的氢氧化物和含水铝硅酸盐组成。
铝矾土熟料表5熔模铸造用铝矾土砂粒度组成
熔模铸造中的铝矾土熟料主要有两种：一种是天然铝矾土矿经高温煅烧得到的熟料，主要物相为莫来石和刚玉;另一种是将铝矾土和粘土按莫来石组成配置，经煅烧得到的主要物相为莫来石的熟料，又被称为铝矾土合成料。GB/T-将铝矾土熟料按照Al2O3含量分为85，80和70三个等级，具体见表3-6。
表6熔模铸造用铝矾土粉粒度组成
(4)电熔刚玉
电熔刚玉有白刚玉和棕刚玉两种，熔模铸造使用的电熔刚玉通常为电熔白刚玉。白刚玉是工业氧化铝在电弧炉内经过高温熔融、冷却、结晶后，再经破碎、筛分而得。白刚玉的莫氏硬度为9，热膨胀系数为86×10-7℃-1，熔点是℃，密度是4.0gcm-3，化学稳定性好，具有良好的抗酸碱性能力，在各种金属液中不会发生化学变化。
电熔刚玉表7熔模铸造用白刚玉化学成分(wt%)
表8熔模铸造用白刚玉粒度分布
电熔刚玉是一种性能优良的熔模铸造耐火材料，但其价格昂贵，普通铸件生产中较少采用，一般用于合金钢、高温合金、镁合金铸件的成型。以熔融石英和锆英砂作为型壳面层材料浇注不锈钢零件时，铸件表面会产生黑色麻点，而采用电熔刚玉制备面层耐火材料，可彻底避免此类缺陷。标准HB-18-中电熔白刚玉的化学成分和粒度分布见表7和8。
(5)熔融石英
熔融石英是用天然高纯度SiO2经电炉在-℃熔融，随后快速冷却制得，熔点为℃。熔融石英的热膨胀系数极低，为5.4×10-7℃-1，热震稳定性优异，有效地防止了型壳脱蜡、焙烧过程中的开裂和变形，提高了铸件的尺寸精度;熔融石英密度小，为2.2gcm-3，制得的型壳质量小，可减轻劳动强度;熔融石英在约℃会转化为方石英，当温度降至℃左右时，方石英晶型转变伴随的体积骤变会引起型壳中产生大量裂纹，导致型壳强度降低，脱壳时易清理。