CN107812904B - 一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法 - Google Patents

一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于金属材料制备技术领域，涉及一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法，包括相互对应的组合阶梯式结晶器、阶梯冷却板、热顶和引锭，组合阶梯式结晶器从上到下由组合阶梯式的初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱组成，初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱上均连接有对应的热顶，阶梯冷却板一端与初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱对应连接，另一端与对应的热顶连接，阶梯冷却板将组合阶梯式结晶器分隔为若干个熔体腔，引锭安装在对应的熔体腔正下方，各熔体腔均设有分流板，熔体腔整体在竖直方向呈阶梯式分布，该铸造方法能够实现多层金属一次浇铸成形，解决传统工艺生产率低、界面质量差等问题。

Description

一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法
技术领域
本发明属于金属材料制备技术领域，涉及一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法。
背景技术
层状复合金属材料是通过物理或化学的方法将两种或两种以上具有不同性能的金属以层状方式在界面处实现牢固结合的新型结构材料和功能材料，其既能具备原材料各自的性能优势，又能通过“互补效应”弥补各自的缺点，从而获得单一材料无法比拟的物理化学力学性能。层状复合金属材料由于具有良好的设计性和卓越的综合性能，已广泛应用于交通运输、航空航天、石油化工、医疗器械、建筑等多个领域。
目前制备层状复合金属材料的方法主要分为机械复合和冶金复合。前者包括液压胀形复合工艺、冷拔复合工艺、旋压复合工艺、爆燃复合工艺等，后者包括热挤压法、扩散复合法、钎焊法、热轧法、离心铸造法等。随着科学技术的不断进步，今年来连续铸造法制备层状复合金属材料技术受到国内外学者的广泛关注。
专利(ZL01109076.6)提出一种多层复合材料一次铸造成形设备与工艺，采用氧化防护套等措施，在连铸芯材的表面无氧化、无夹杂、无油污的条件下，热态直接连铸包覆层，但是由于凝固过程为由内向外，只适合制各芯材为高熔点合金、包覆层为低熔点的圆棒，也不能制备层状复合方坯。另外，设备中虽设有氧化防护罩，但易受包覆层熔体液面波动和温度波动的影响，很难获得无氧化皮、无夹杂的复合界面。故该方法存在应用范围窄、界面质量不稳定等缺点。
专利(US20050011630A1)申请中提出，在传统结晶器中安装隔板，将其分为两个型腔，当第一种合金熔体流入结晶器凝固一段时间，靠近隔板处形成一定厚度的半固态支撑层后，立即使引锭下降，待下降到设定高度时，导入第二种合金(表面合金)熔体，与支撑层接触，凝固后形成冶金结合，两种合金在冷却的作用下形成复合铸锭。但是该方法中的半固态支撑层的技术思想不能确保形成平直、稳定的界面，而且该结晶器结构决定了支撑层形成后，先裸露在空气中，然后才与表材熔体接触，这样支撑层表面很容易生成氧化物，降低界面质量。另外，由于在冷却板和铝套形成的三角区是三向冷却，所以在这个区域易形成过厚的冷却壳，导致铣面量增加。
专利(CN200910187947.7)介绍了一种稳恒磁场作用下铝合金低过热度复合铸造的方法及其装置，通过直流静磁场的作用，利用静磁场电磁制动效果，抑制界面附近的熔体流动。该方法制备的复合铸锭质量较好，但液面控制操作复杂，步骤过多，在表材的液面易升至冷却板上的金属板而形成虚焊。另外，该方法只适合制备两侧表材为同种合金的复合方锭，对于多层不同合金的复合铸锭，还存在诸多不足。
发明内容
有鉴于此，本发明为了解决上述铝合金复合铸造过程中存在的问题，提供一种多金属阶梯型复合铸造装置及方法，该铸造方法能够实现多层金属一次浇铸成形，解决传统工艺生产率低、界面质量差等问题。
为达到上述目的，本发明提供一种多金属阶梯型复合铸造装置，包括相互对应的组合阶梯式结晶器、阶梯冷却板、热顶和引锭，组合阶梯式结晶器从上到下由组合阶梯式的初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱组成，初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱上均连接有对应的热顶，阶梯冷却板一端与初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱对应连接，另一端与对应的热顶连接，阶梯冷却板将组合阶梯式结晶器分隔为若干个熔体腔，引锭安装在对应的熔体腔正下方，各熔体腔均设有分流板，熔体腔整体在竖直方向呈阶梯式分布。
进一步，引锭为组合式结构，根据熔体腔横截面尺寸分为四部分，四个熔体腔在竖直方向上进行上下调节。
进一步，热顶的材质为中耐一号，分为上下两部分，下半部分与熔体腔连接，进入熔体腔2～5mm，上半部分为供流口，热顶与熔体腔之间垫有耐火毡。
进一步，侧面冷却水箱上的阶梯冷却板由高纯石墨板、铜套和护罩组成，铜套上设有冷却水腔、进水口和出水口，冷却水腔通过出水口和进水口与外界的冷却装置连通，高纯石墨板镶在铜套一侧，护罩材质为中耐一号，护罩与铜套之间垫有耐火毡。
进一步，侧面冷却水箱位置能上下调节。
进一步，侧面冷却水箱的个数为4个，组合阶梯式结晶器从上到下依次为初始冷却水箱、第一侧面冷却水箱、第二侧面冷却水箱、第三侧面冷却水箱、第四侧面冷却水箱和终端冷却水箱，初始冷却水箱、第一侧面冷却水箱、第二侧面冷却水箱、第三侧面冷却水箱和第四侧面冷却水箱上方分别连接热顶、第一热顶、第二热顶、第三热顶和第四热顶，阶梯冷却板从上到下依次为初始冷却板、第一冷却板、第二冷却板、第三冷却板和终端冷却板，初始冷却板和第一冷却板之间为第一熔体腔，第一熔体腔正下方为第一引锭，第一冷却板和第二冷却板之间为第二熔体腔，第二熔体腔正下方为第二引锭，第二冷却板和第三冷却板之间为第三熔体腔，第三熔体腔正下方为第三引锭，第三冷却板和终端冷却板之间为第四熔体腔，第四熔体腔正下方为第四引锭。
进一步，初始冷却板包括初始冷却石墨板，第一冷却板包括第一石墨板、第一铜套和第一护罩，第二冷却板包括第二石墨板、第二铜套和第二护罩，第三冷却板包括第三石墨板、第三铜套和第三护罩，终端冷却板包括终端冷却石墨板，第一铜套、第二铜套和第三铜套上均设有对应的冷却水腔、进水口和出水口，冷却水腔通过出水口和进水口与外界的冷却装置连通，第一石墨板、第二石墨板和第三石墨板均镶在对应铜套一侧。
一种多金属阶梯型复合铸造方法，包括以下步骤：
A、将待复合的四种合金分别熔炼、精炼、静置，其中作为复合铸锭第一层的合金称为第一合金，第二层的合金称为第二合金，第三层的合金称为第三合金，第四层的合金称为第四合金，四种合金的凝固顺序决定侧面冷却水箱和引锭各部分的高低位置，先凝固的液态合金对应的侧面冷却水箱和引锭位置较高，反之较低；
B、向初始冷却水箱、四个侧面冷却水箱和终端冷却水箱以及铜套中冷却水腔中通入冷却水至水流稳定；
C、将第一液态合金浇入第一熔体腔，使第一液态合金液面升至离热顶顶端20mm，保持5s后，将第二液态合金浇入第二熔体腔，当第二液态合金液面升至离热顶顶端20mm时，启动引锭向下运行，同时将第三液态合金浇入第三熔体腔，使第三液态合金液面升至离热顶顶端30mm，等待5s后将将第四液态合金浇入第四熔体腔，使第四液态合金液面升至离热顶顶端40mm；
D、铸造时持续供流，保持各个合金液面高度稳定，直至铸造过程结束，其中在铸造过程中，任何一个液态合金液面发生明显波动时，应立刻停止供流，铸造过程中断，当其中一个液面明显上升时，表明该层合金未正常下降，当中间层液面明显下降时，表明发生混流，当外层液面明显下降时，表明发生漏铝。
进一步，液态合金浇注温度为710～860℃，铸造速度30～200mm/min，初始冷却水箱内冷却水量为40～200L/min·m，第一冷却板冷却水腔内冷却水量为30～80L/min·m，第二冷却板冷却水腔内冷却水量为30～60L/min·m，第三冷却板冷却水腔内冷却水量为10～50L/min·m，终端冷却水箱内冷却水量为50～100L/min·m。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用的多金属阶梯型复合铸造方法中，结晶器为组合阶梯式，且阶梯数可增加、梯度可调，在合金种类、合金组合、复合铸锭层数选择上灵活可变，以满足不同产品、不同工艺的需求。
2、本发明采用的多金属阶梯型复合铸造方法中，结晶器中各水箱相互独立，可以实现对不同位置的冷却强度控制，而且大大降低设备拆卸和维修的工作量。
3、本发明采用的多金属阶梯型复合铸造方法中，热顶的设置避免了合金在冷却板与结晶器璧交界处附近冷却过快，导致凝固前沿上移，影响界面质量，甚至中断实验。
4、本发明采用的多金属阶梯型复合铸造装置结构合理，合金液与凝固壳接触前，均在熔体腔中，不与空气接触，避免了合金液的氧化和裹气，可以确保界面无气孔、夹杂和氧化物，保证了复合界面的质量。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明多金属阶梯型复合铸造装置初始状态结构示意图；
图2为本发明多金属阶梯型复合铸造装置侧面冷却水箱结构示意图；
图3为本发明多金属阶梯型复合铸造装置铸造过程结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的优选实施例进行详细的描述。
说明书附图中的附图标记包括：
初始冷却水箱1、初始冷却水2、初始冷却石墨板3、第一石墨板4、第一冷却水5、第一铜套6、第一护罩7、第二石墨板8、第二冷却水9、第二铜套10、第二护罩11、第三石墨板12、第三冷却水13、第三铜套14、第三护罩15、热顶16、第一热顶17、第二热顶18、第三热顶19、第四热顶20、第一熔体腔21、第二熔体腔22、第三熔体腔23、第四熔体腔24、终端冷却石墨板25、终端冷却水26、终端冷却水箱27、第一引锭28、第二引锭29、第三引锭30、第四引锭31、第一侧面冷却水箱32、第一侧面冷却水33、第二侧面冷却水箱34、第二侧面冷却水35、第三侧面冷却水36、第三侧面冷却水箱37、第四侧面冷却水38、第四侧面冷却水箱39、第一液态合金40、第二液态合金41、第三液态合金42、第四液态合金43、第一固态合金44、第二固态合金45、第三固态合金46、第四固态合金47。
如图1、图2和图3所示的组合阶梯式结晶器从上到下依次为初始冷却水箱1、第一侧面冷却水箱32、第二侧面冷却水箱34、第三侧面冷却水箱37、第四侧面冷却水箱39和终端冷却水箱27，初始冷却水箱1、第一侧面冷却水箱32、第二侧面冷却水箱34、第三侧面冷却水箱37和第四侧面冷却水箱39上方分别连接热顶16、第一热顶17、第二热顶18、第三热顶19和第四热顶20。第一侧面冷却水箱32、第二侧面冷却水箱34、第三侧面冷却水箱37和第四侧面冷却水箱39能够上下移动。
阶梯冷却板从上到下依次为初始冷却板、第一冷却板、第二冷却板、第三冷却板和终端冷却板，初始冷却板和第一冷却板之间为第一熔体腔21，第一熔体腔21正下方为第一引锭28，第一冷却板和第二冷却板之间为第二熔体腔22，第二熔体腔22正下方为第二引锭29，第二冷却板和第三冷却板之间为第三熔体腔23，第三熔体腔23正下方为第三引锭30，第三冷却板和终端冷却板之间为第四熔体腔24，第四熔体腔24正下方为第四引锭31。第一引锭28、第二引锭29、第三引锭30和第四引锭31为组合式结构，第一熔体腔21、第二熔体腔22、第三熔体腔23和第四熔体腔24在竖直方向上进行上下调节。热顶16、第一热顶17、第二热顶18、第三热顶19和第四热顶20的材质均为中耐一号，且分为上下两部分，下半部分与分别对应的第一熔体腔21、第二熔体腔22、第三熔体腔23和第四熔体腔24连接，进入对应熔体腔2～5mm，上半部分为供流口，对应热顶16与熔体腔之间垫有耐火毡。
初始冷却板包括镶在初始冷却水箱1上的初始冷却石墨板3，第一冷却板包括第一石墨板4、第一铜套6和第一护罩7，第一铜套6上设有第一冷却水腔、第一进水口和第一出水口，第一冷却水腔通过第一出水口和第一进水口与外界的冷却装置连通，第一石墨板4镶在第一铜套6一侧；第二冷却板包括第二石墨板8、第二铜套10和第二护罩11，第二铜套10上设有第二冷却水腔、第二进水口和第二出水口，第二冷却水腔通过第二出水口和第二进水口与外界的冷却装置连通，第二石墨板8镶在第二铜套10一侧；第三冷却板包括第三石墨板12、第三铜套14和第三护罩15，第三铜套14上设有第三冷却水腔、第三进水口和第三出水口，第三冷却水腔通过第三出水口和第三进水口与外界的冷却装置连通，第三石墨板12镶在第三铜套14一侧；终端冷却板包括镶在终端冷却水26箱上的终端冷却石墨板25，所有护罩材质为中耐一号，护罩与对应的铜套之间垫有耐火毡。
一种多金属阶梯型复合铸造方法，包括以下步骤：
A、将待复合的四种合金分别熔炼、精炼、静置，四种合金凝固温度从高到低依次为第一合金、第二合金、第三合金和第四合金，其中作为复合铸锭第一层的合金称为第一合金，第一合金温度在液相线以上时称为第一液态合金40，在固相线以下时称为第一固态合金44；第二层的合金称为第二合金，第二合金温度在液相线以上时称为第二液态合金41，在固相线以下时称为第二固态合金45；第三层的合金称为第三合金，第三合金温度在液相线以上时称为第三液态合金42，在固相线以下时称为第三固态合金46；第四层的合金称为第四合金，第四合金温度在液相线以上时称为第四液态合金43，在固相线以下时称为第四固态合金47；四种合金的凝固温度顺序决定侧面冷却水箱和引锭各部分的高低位置，先凝固的液态合金对应的侧面冷却水箱和引锭位置较高，反之较低；因此冷却水箱从高到低依次为初始冷却水箱1、第一侧面冷却水箱32、第二侧面冷却水箱34、第三侧面冷却水箱37、第四侧面冷却水箱39和终端冷却水箱27，引锭从高到低依次为第一引锭28、第二引锭29、第三引锭30和第四引锭31。
B、向初始冷却水箱1、第一侧面冷却水箱32、第二侧面冷却水箱34、第三侧面冷却水箱37、第四侧面冷却水箱39和终端冷却水箱27中通入冷却水，分别记作初始冷却水2、第一侧面冷却水33、第二侧面冷却水35、第三侧面冷却水36、第四侧面冷却水38和终端冷却水26，液态合金浇注温度为710～860℃，铸造速度30～200mm/min，初始冷却水箱1内冷却水量为40～200L/min·m，第一冷却板冷却水腔内冷却水量为30～80L/min·m，第二冷却板冷却水腔内冷却水量为30～60L/min·m，第三冷却板冷却水腔内冷却水量为10～50L/min·m，终端冷却水箱27内冷却水量为50～100L/min·m；向第一铜套6、第二铜套10和第三铜套14的冷却水腔中通入冷却水至水流稳定，分别记作第一冷却水5、第二冷却水9、第三冷却水13和第四冷却水。
C、将第一液态合金40浇入第一熔体腔21，使第一液态合金40液面升至离热顶16顶端20mm，保持5s后，将第二液态合金41浇入第二熔体腔22，当第二液态合金41液面升至离热顶16顶端20mm时，启动引锭向下运行，同时将第三液态合金42浇入第三熔体腔23，使第三液态合金42液面升至离热顶16顶端30mm，等待5s后将将第四液态合金43浇入第四熔体腔24，使第四液态合金43液面升至离热顶16顶端40mm。
D、铸造时持续分别向熔体腔内供流，保持各个合金液面高度稳定，直至铸造过程结束，液态合金浇注温度为710～860℃，铸造速度30～200mm/min，其中在铸造过程中，任何一个液态合金液面发生明显波动时，应立刻停止供流，铸造过程中断，当其中一个液面明显上升时，表明该层合金未正常下降，当中间层液面明显下降时，表明发生混流，当外层液面明显下降时，表明发生漏铝。
实施例1
实施例1中第一合金为3003铝合金，第二合金为6061铝合金，第三合金为7050铝合金，第四合金为4045铝合金，铸锭尺寸为400(宽)×200(厚)×2000(长)mm，四层厚度分别为40、70、70、20mm。
该多金属层状复合铸锭的阶梯铸造方法，具体步骤如下：
步骤1：合金的熔炼
将四种合金分别在四个熔炼炉中进行熔炼、精炼、静置后保温备用，其中3003铝合金浇注温度控制在710℃(3003铝合金液相线为658℃，固相线为646℃)，6061铝合金浇注温度控制在740℃(6069铝合金液相线为652℃，固相线为533℃)，7050铝合金浇注温度控制在750℃(7050铝合金液相线为632℃，固相线为474℃)，4045铝合金浇注温度控制在730℃(4045铝合金液相线为595℃，固相线为577℃)。
步骤2：向结晶器和冷却板通入冷却水至水流稳定。初始冷却水箱1内的冷却水量60L/min·m，第一冷却板冷却水腔内冷却水量40L/min·m，第二冷却板冷却水腔内冷却水量为60L/min·m，第三冷却板冷却水腔内冷却水量为50L/min·m，终端冷却水箱27内的冷却水量为60L/min·m。
步骤3：多金属层状复合铸锭的铸造，铸造速度为50/min，首先将3003铝合金熔体浇入第一熔体腔21，使其液面升至离热顶16顶端20mm，启动引锭向下运行，同时将6061合金浇入熔第二熔体腔22，当其液面升至离热顶16顶端20mm时，将7050合金浇入第三熔体腔23，使其液面升至离热顶16顶端30mm，将4045合金浇入第四熔体腔24，使其液面升至离热顶16顶端40mm。
步骤4：持续供流，保持液面稳定，当铸锭达到预定长度时，依次停止3003、6061、7050、4045铝合金熔体的供流，保证多金属层状复合铸锭的完整性，以提高成材率。
实施例2
实施例2中第一合金为4032铝合金，第二合金为6069铝合金，第三合金为7075铝合金，第四合金为高纯铝，铸锭尺寸为400(宽)×200(厚)×2000(长)mm，四层厚度分别为为20、80、80、20mm。
该多金属层状复合铸锭的阶梯铸造方法，具体步骤如下：
步骤1：合金的熔炼
将四种合金分别在四个熔炼炉中进行熔炼、精炼、静置后保温备用，其中4032铝合金浇注温度控制在730℃(4032铝合金液相线为570℃，固相线为517℃)，6069铝合金浇注温度控制在750℃(6069铝合金液相线为647℃，固相线为511℃)，7075铝合金浇注温度控制在750℃(7075铝合金液相线为636℃，固相线为476℃)，高纯铝浇注温度控制在730℃(高纯铝熔点为660℃)。
步骤2：向结晶器和冷却板通入冷却水至水流稳定。初始冷却水箱1冷却水量40L/min·m，第一冷却板冷却水腔内冷却水量为60L/min·m，第二冷却板冷却水腔内冷却水量为60L/min·m，第三冷却板冷却水腔内冷却水量为30L/min·m，终端冷却水箱27冷却水量为60L/min·m。
步骤3：多金属层状复合铸锭的铸造，铸造速度为50/min，首先将4032铝合金熔体浇入第一熔体腔21，使其液面升至离热顶16顶端20mm，启动引锭向下运行，同时将6069合金浇入熔第二熔体腔22，当其液面升至离热顶16顶端20mm时，将7075合金浇入第三熔体腔23，使其液面升至离热顶16顶端30mm，将高纯铝浇入第四熔体腔24，使其液面升至离热顶16顶端40mm。
步骤4：持续供流，保持液面稳定，当铸锭达到预定长度时，依次停止4032、6069、7075、高纯铝熔体的供流，保证多金属层状复合铸锭的完整性，以提高成材率。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，包括相互对应的组合阶梯式结晶器、阶梯冷却板、热顶和引锭，组合阶梯式结晶器从上到下由组合阶梯式的初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱组成，初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱上均连接有对应的热顶，阶梯冷却板一端与初始冷却水箱、多个侧面冷却水箱和终端冷却水箱对应连接，另一端与对应的热顶连接，阶梯冷却板将组合阶梯式结晶器分隔为若干个熔体腔，引锭安装在对应的熔体腔正下方，各熔体腔均设有分流板，熔体腔整体在竖直方向呈阶梯式分布，所述侧面冷却水箱的个数为4个，组合阶梯式结晶器从上到下依次为初始冷却水箱、第一侧面冷却水箱、第二侧面冷却水箱、第三侧面冷却水箱、第四侧面冷却水箱和终端冷却水箱，初始冷却水箱、第一侧面冷却水箱、第二侧面冷却水箱、第三侧面冷却水箱和第四侧面冷却水箱上方分别连接热顶、第一热顶、第二热顶、第三热顶和第四热顶，阶梯冷却板从上到下依次为初始冷却板、第一冷却板、第二冷却板、第三冷却板和终端冷却板，初始冷却板和第一冷却板之间为第一熔体腔，第一熔体腔正下方为第一引锭，第一冷却板和第二冷却板之间为第二熔体腔，第二熔体腔正下方为第二引锭，第二冷却板和第三冷却板之间为第三熔体腔，第三熔体腔正下方为第三引锭，第三冷却板和终端冷却板之间为第四熔体腔，第四熔体腔正下方为第四引锭。
2.如权利要求1所述的多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，所述引锭为组合式结构，根据熔体腔横截面尺寸分为四部分，四个熔体腔在竖直方向上进行上下调节。
3.如权利要求2所述的多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，所述热顶的材质为中耐一号，分为上下两部分，下半部分与熔体腔连接，进入熔体腔2~5mm，上半部分为供流口，热顶与熔体腔之间垫有耐火毡。
4.如权利要求3所述的多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，所述侧面冷却水箱上的阶梯冷却板由高纯石墨板、铜套和护罩组成，铜套上设有冷却水腔、进水口和出水口，冷却水腔通过出水口和进水口与外界的冷却装置连通，高纯石墨板镶在铜套一侧，护罩材质为中耐一号，护罩与铜套之间垫有耐火毡。
5.如权利要求4所述的多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，所述侧面冷却水箱位置能上下调节。
6.如权利要求4所述的多金属阶梯型复合铸造装置，其特征在于，初始冷却板包括初始冷却石墨板，第一冷却板包括第一石墨板、第一铜套和第一护罩，第二冷却板包括第二石墨板、第二铜套和第二护罩，第三冷却板包括第三石墨板、第三铜套和第三护罩，终端冷却板包括终端冷却石墨板，第一铜套、第二铜套和第三铜套上均设有对应的冷却水腔、进水口和出水口，冷却水腔通过出水口和进水口与外界的冷却装置连通，第一石墨板、第二石墨板和第三石墨板均镶在对应铜套一侧。
7.一种如权利要求6所述的装置进行多金属阶梯型复合铸造方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将待复合的四种合金分别熔炼、精炼、静置，其中作为复合铸锭第一层的合金称为第一合金，第二层的合金称为第二合金，第三层的合金称为第三合金，第四层的合金称为第四合金，四种合金的凝固顺序决定侧面冷却水箱和引锭各部分的高低位置，先凝固的液态合金对应的侧面冷却水箱和引锭位置较高，反之较低；
B、向初始冷却水箱、四个侧面冷却水箱和终端冷却水箱以及铜套中冷却水腔中通入冷却水至水流稳定；
C、将第一液态合金浇入第一熔体腔，使第一液态合金液面升至离热顶顶端20mm，保持5s后，将第二液态合金浇入第二熔体腔，当第二液态合金液面升至离热顶顶端20mm时，启动引锭向下运行，同时将第三液态合金浇入第三熔体腔，使第三液态合金液面升至离热顶顶端30mm，等待5s后将将第四液态合金浇入第四熔体腔，使第四液态合金液面升至离热顶顶端40mm；
D、铸造时持续供流，保持各个合金液面高度稳定，直至铸造过程结束，其中在铸造过程中，任何一个液态合金液面发生明显波动时，应立刻停止供流，铸造过程中断，当其中一个液面明显上升时，表明该层合金未正常下降，当中间层液面明显下降时，表明发生混流，当外层液面明显下降时，表明发生漏铝。
8.如权利要求7所述的多金属阶梯型复合铸造方法，其特征在于，液态合金浇注温度为710~860℃，铸造速度为30~200mm/min，初始冷却水箱内每米冷却板的冷却水量为40~200L/min，第一冷却板冷却水腔内每米冷却板的冷却水量为30~80L/min，第二冷却板冷却水腔内每米冷却板的冷却水量为30~60L/min，第三冷却板冷却水腔内每米冷却板的冷却水量为10~50L/min，终端冷却水箱内每米冷却板的冷却水量为50~100L/min。
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