微波加热具有快速硬化、均匀加热、环保卫生等优势。采用微波加热硬化水玻璃砂可以充分发挥水玻璃的粘结效率，在显著减少水玻璃加入量的前提下，获得较高的砂型（芯）强度。但对模具材料要求高和微波硬化后水玻璃砂型（芯）吸湿性非常强是制约微波硬化水玻璃砂推广应用的两大难题。针对模具材料要求高的难题，试验研究了三种复合硬化工艺来寻求解决方法。（1）试验研究了“有机酯硬化”与“微波加热硬化”复合硬化工艺的性能特征。结果表明：该工艺不仅在一定程度上解决了模具要求高的难题，也提高了微波硬化水玻璃砂的抗吸湿性。砂样在恒湿瓶中的4h存放强度较普通微波硬化提高了约70%，吸湿率降低了14.4%，表面安定性也有明显提高。较之于单一的有机酯硬化工艺，该工艺的水玻璃加入量少、砂型硬化速度快、硬化强度高。（2）试验研究了“吹热空气硬化”与“微波加热硬化”复合硬化工艺的性能特征。结果表明：相比于“二次微波硬化水玻璃砂方法”，该工艺较简便一些，可实现无模微波加热硬化；但前期达到脱模强度所需的时间较“CO2硬化”和“微波加热硬化”长，在实际应用中会影响生产效率。另外，热空气的发生、输送、保温等措施及设备增加了生产成本。（3）试验研究了“吹CO2硬化”与“微波加热硬化”复合硬化工艺的性能特征。结果表明：该工艺不仅较好地解决了模具问题，且获得的砂样强度高于普通微波硬化水玻璃砂。在水玻璃加入量为1.5%时，最佳的工艺参数为：吹气时间5s、吹气流量10L/min、微波功率700W、加热时间180s。此时，复合硬化砂样的抗压强度相比于二次微波硬化水玻璃砂样强度，提高了约80%。针对微波硬化水玻璃砂吸湿性较强的问题，采用改性原砂或改性水玻璃的方法来改善其抗吸湿性能。结果表明：甲基硅油、甲基硅酸钠、SPAN-80、十二烷基苯磺酸钠、AEO-25、超细绢云母、纳米SiC粉末等改性剂均能显著改善微波硬化水玻璃砂的抗吸湿性，其中甲基硅油、甲基硅酸钠、SPAN-80、十二烷基苯磺酸钠的效果较为明显，分别在最佳加入量为15%、15%、3%和7.5%时，较普通微波硬化水玻璃砂恒湿瓶中4h存放强度提高了129%、100%、102%和105%。