为什么有些铝合金在铸造过程中要采取铺底垫的措施？

硬铝和超硬铝等部分铝合金，如2A12和7A04合金有着比较宽的结晶温度范围和比较低的塑性，铸造性能不太好，在铸造过程中铸锭常出现冷裂纹和热裂纹;特别是生产大断面的铸锭时，出现冷裂纹和热裂纹的可能性更大。在铸造开始时铸锭容易裂开，造成废品。

为了防止这类铝合金在铸造开始时铸锭开裂，在铸造基本金属之前，先在结晶器内的底座上注入一定高度的液态纯铝，形成一定厚度的底垫，这种工艺操作称为铺底。使用基本金属或者碎铝片作为铺底材料进行铺底时，称为铺假底。使用纯铝铺底时应注意如下事项:

(1)铺底用纯铝可直接使用液态原铝，应保证液态原铝的纯度，最好不要低于99.50%Al，并要求其中的铁含量大于硅的含量;

(2)铺底用液态原铝的温度应控制在710~750℃之间;

(3)要有足够的液态铝用量，通常铺底用纯铝层端头的厚度不得小于20mm;

(4)为便于铺底用铝与基本金属很好地熔合，应适时向结晶器内注入基体金属，通常以铺底液态铝四周的凝固高度达到20mm时注入液态基本金属为宜;并在注入液态基本金属之前应捞净铺底液态铝表面硬壳和底渣。铺假底时的操作要领与纯铝铺底时相同，但是铺底厚度应大一些，一般不要小于40mm。

采用纯铝铺底垫时，由于纯铝的塑性很好，容易变形，对缺口的敏感性低，能有效地避免底垫因应力集中而产生裂纹。当铺底液态铝四周的凝固高度达到20mm而整体尚未全部凝固时，注入液态基本金属，铺底用铝与基本金属很好地熔合，淡化铸锭底部基本金属的合金成分，提高了熔合部分的金属塑性。由于纯铝的线收缩数大，如同在底座上形成一个塑性很好的金属箍，对底部基本金属铸锭形成压应力，从而起到了降低底部基本金属铸锭内拉应力的作用。因此，铸造硬铝合金大型铸锭时，使用纯铝铺底能有效地防止铸锭底部产生裂纹。

使用基本金属作为铺底材料时，铺假底时的操作相当于锭模铸造，所产生的收缩应力小于正常的连续铸造时的数值，因而可降低底垫金属产生裂纹的可能性。同时，外周部分凝固的底垫对后续铸锭也能形成一定的压应力，从而起到了降低后续基本金属铸锭内拉应力的作用。使用碎铝片铺底时，可以使铸锭底部的集中收缩变为分散收缩，从而可避免底部铸锭产生集中应力。

目前，也有在底座上表面作成梯形凹槽，铸造过程中使铸锭底部形成厚实的加强筋;同时辅以PLC控制工艺参数，使铸造开始时慢速运行并脉冲供给冷却水。实际上，梯形凹槽内的液态金属起到了铺假底的作用。