本发明涉及金属制造，具体地说是二次硬化合金真空自耗钢锭的制造方法及设备。
背景技术：
1、自耗电极熔炼炉（var）又称真空自耗电极电弧熔炼，是在真空环境下，感应熔炼炉生产的自耗电极通过可控交流电弧加热熔炼。
2、真空自耗冶炼是一种在真空环境下进行的冶炼方法。在这种方法中，被熔材料作为一电极，水冷铜坩埚为另一电极，在两极间引弧，被熔材料被电弧高温熔化后滴入增埚中，逐步熔化并冷凝成锭子。真空自耗冶炼可用于提升特种钢材的自身品质属性，同时排出钢材中的杂质。
3、真空自耗冶炼在生产制造过程中，自耗电机处于相对封闭的真空环境下进行，对于其消耗状态难以做到实时把控，影响作业人员对金属加工过程的判断，同时，由于自耗电极在真空自耗过程需进行二次冷却，需在其冷却过程中注重各区域金属熔液的冷却速率，避免发生偏析，影响铸锭的最终成型品质。
4、鉴于此，本发明提出了二次硬化合金真空自耗钢锭的制造方法及设备，解决了上述技术问题。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本发明提供了二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备；从而解决了现有的真空自耗设备难以对自耗电极熔融程度进行实时监测，难以为铸锭熔融后的冷却过程提供多种散热方式，降低了合金制造效率的问题。
2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，包括炉体、坩埚、结晶器和自耗电极，坩埚位于炉体内，坩埚的外侧设置有结晶器，坩埚内侧设置有电弧发生组件，自耗电极位于炉体内，所述炉体的上方固定安装有封筒，封筒的上部耦合安装有电极筒，电极筒内活动安装有电极杆，电极杆的下端与自耗电极固定连接，炉体的外壁位置固定设置有真空接口，炉体的下部设置有用于容纳冷却水的腔室，且冷却水腔室内设置有过滤网罩，此外，还包括称重组件。
3、所述炉体的中部外侧安装有基板，基板与炉体外壁之间密封贴合，称重组件的固定端固定安装于基板上，称重组件的活动端与封筒的上部固定连接，基板的上部固定安装有送料电机，电极筒贯穿基板，且电极筒与基板转动配合，送料电机的输出端与电极筒的上端耦合连接。
4、所述电极杆为两段式结构，电极杆的下半段与自耗电极固定连接，电极杆的上半段设置有外螺纹，电极筒的内侧设置有与电极杆外螺纹相啮合的螺纹环，两段电极杆之间通过联轴器固定连接，联轴器中部设置有若干依次相连的韧性弹片。
5、所述封筒的内侧固定安装有衔接环，衔接环内转动安装有衔接齿环，封筒内侧固定设置有气流道，气流道上转动安装有衔接轴，衔接轴的一端固定有与衔接齿环向啮合的衔接齿轮，衔接轴的另一端固定安装有与气流道内气流相配合的风叶轮。
6、所述电极杆的下半段中部设置有滚轴环，衔接齿环的端面位置开设有弧形滑槽，弧形滑槽内固定安装有滑片，滑片数量为二且分布于弧形滑槽内的不同位置，滑片上沿其弧形轮廓方向均匀开设有布设孔，两个滑片上的布设孔之间插接有布设杆，布设杆轴线与衔接齿环轴线垂直，且布设杆抵靠于电极杆上的滚轴环侧壁上。
7、所述布设杆轴线与电极杆上半段轴线之间的直线距离小于电极杆下半段的半径。
8、所述滚轴环内周向设置的滚轴直径呈大~小~大间隔式排布，布设杆外壁在与滚轴环环向接触的过程中，电极杆的下半段轴线与上半段轴线之间的偏转角度为0～5度。
9、所述封筒的下部滑动安装有冷却盘，冷却盘内侧中空，冷却盘的下端面均匀设置于锥齿，坩埚的上端面均匀设置有与锥齿相配合的锥槽，封筒上贯穿式安装有调节管，且调节管的一端与冷却盘的内腔相连通。
10、所述坩埚固定安装于炉体的中部，炉体的内部空腔于坩埚的安装连接位置一分为二，且互不连通，坩埚外壁与炉体下部内壁之间预留有散热间隙，且散热间隙与冷却水间隙相连通。
11、所述坩埚的底部固定安装有封堵片，封堵片面向坩埚内侧的一面设置有呈凸起状的锥台。
12、此外本发明还提供了二次硬化合金真空自耗钢锭的制造方法，包括以下步骤：
13、步骤一：首先将c276镍合金机边料进行除杂，去除夹杂的其他废金属料，确保入炉前的料均为c276镍合金，除杂后，采用光谱分析仪分析其成分后装炉。开启真空装置，当真空度得到限值后，启动熔化炉开关，对镍合金进行熔化；
14、步骤二：熔化过程不添加精炼剂、除渣剂，当金属液形成后摄取少量进行炉前化验，根据炉前化验的成分，添加微量单质金属进行成分调节；
15、步骤三：调整后的金属液，通过机构浇注到模具中，对模具间接水冷后，形成c276镍合金铸锭，浇注过程为真空状态下。铸锭形成后，通过破真空取出铸锭；
16、步骤四：真空浇注后的铸锭在组织结构上可能存在不足，同时也不排除铸锭内部夹杂气泡，从而导致不符合后续锻造工艺。为进一步提高铸锭的组织机构，同时去除浇注过程中可能夹杂的气泡，需要通过电渣重熔炉对铸锭进行二次熔化；
17、步骤五：铸锭通过电渣重熔炉熔化后，使其再次冷却形成铸锭，此时，为满足特种钢材的结构性能需求，将铸锭放置于本发明中的真空自耗炉中作为自耗电极进行熔炼，熔炼时，在真空下，利用自耗电极和坩埚两极间电弧放电产生的高温做热源，将自耗电极熔化。自耗电极由被熔炼金属材料制成，在熔炼中自耗电极不断地熔化，同时，再次冷凝的铸锭自下而上地在结晶器中连续凝固增高，用于重熔的目的在于生产致密、无缺陷、成分均匀，具有所要求的化学成分、尺寸和晶粒结构的铸锭，提高冶金质量。
18、本发明的有益效果。
19、（1）本发明通过测定称重组件的感应数值，可对自耗电极的消耗状况进行判断及测定，从而根据熔炼时间来选定适当的冷却及铸锭取出时间，满足工作人员对真空自耗过程的实时监控程度。
20、（2）本发明设置的联轴器可通过自身的韧性形变使电极杆的上半段与下半段之间产生一定角度范围内的偏转，同时通过韧性弹片之间的间隙，实现隔热作用，避免自耗电极熔融时的热量过多向外传递，提升热量的集中性，通过使自耗电极进行周向偏转，扩大金属液滴滴落后的散布面积，并由坩埚底部的由边缘向中心方向逐渐汇聚集中，在此过程中，因坩埚外壁位置设置有结晶器及冷却水，金属液滴在滴落后先于坩埚边缘位置的低温区域进行接触，且呈现圆周路径进行滴落，进一步扩大散热面积，提升铸锭的冷却速率。
1.二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，包括炉体（1）、坩埚（2）、结晶器（3）和自耗电极（4），坩埚（2）位于炉体（1）内，坩埚（2）的外侧设置有结晶器（3），坩埚（2）内侧设置有电弧发生组件，自耗电极（4）位于炉体（1）内，其特征在于，所述炉体（1）的上方固定安装有封筒（5），封筒（5）的上部耦合安装有电极筒（6），电极筒（6）内活动安装有电极杆（7），电极杆（7）的下端与自耗电极（4）固定连接，炉体（1）的外壁位置固定设置有真空接口（11），炉体（1）的下部设置有用于容纳冷却水的腔室，且冷却水腔室内设置有过滤网罩（12），此外，还包括
2.根据权利要求1中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述电极杆（7）为两段式结构，电极杆（7）的下半段与自耗电极（4）固定连接，电极杆（7）的上半段设置有外螺纹，电极筒（6）的内侧设置有与电极杆（7）外螺纹相啮合的螺纹环（70），两段电极杆（7）之间通过联轴器（71）固定连接，联轴器（71）中部设置有若干依次相连的韧性弹片。
3.根据权利要求1中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述封筒（5）的内侧固定安装有衔接环（51），衔接环（51）内转动安装有衔接齿环（52），封筒（5）内侧固定设置有气流道（53），气流道（53）上转动安装有衔接轴（54），衔接轴（54）的一端固定有与衔接齿环（52）相啮合的衔接齿轮（55），衔接轴（54）的另一端固定安装有与气流道（53）内气流相配合的风叶轮。
4.根据权利要求3中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述电极杆（7）的下半段中部设置有滚轴环（72），衔接齿环（52）的端面位置开设有弧形滑槽，弧形滑槽内固定安装有滑片（56），滑片（56）数量为二且分布于弧形滑槽内的不同位置，滑片（56）上沿其弧形轮廓方向均匀开设有布设孔（561），两个滑片（56）上的布设孔（561）之间插接有布设杆（562），布设杆（562）轴线与衔接齿环（52）轴线垂直，且布设杆（562）抵靠于电极杆（7）上的滚轴环（72）侧壁上。
5.根据权利要求4中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述布设杆（562）轴线与电极杆（7）上半段轴线之间的直线距离小于电极杆（7）下半段的半径。
6.根据权利要求5中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述滚轴环（72）内周向设置的滚轴直径呈大～小～大间隔式排布，布设杆（562）外壁在与滚轴环（72）环向接触的过程中，电极杆（7）的下半段轴线与上半段轴线之间的偏转角度为0～5度。
7.根据权利要求1中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述封筒（5）的下部滑动安装有冷却盘（57），冷却盘（57）内侧中空，冷却盘（57）的下端面均匀设置于锥齿，坩埚（2）的上端面均匀设置有与锥齿相配合的锥槽，封筒（5）上贯穿式安装有调节管（58），且调节管（58）的一端与冷却盘（57）的内腔相连通。
8.根据权利要求1中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述坩埚（2）固定安装于炉体（1）的中部，炉体（1）的内部空腔与坩埚（2）的安装连接位置一分为二，且互不连通，坩埚（2）外壁与炉体（1）下部内壁之间预留有散热间隙，且散热间隙与冷却水间隙相连通。
9.根据权利要求8中所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备，其特征在于：所述坩埚（2）的底部固定安装有封堵片（9），封堵片（9）面向坩埚（2）内侧的一面设置有呈凸起状的锥台。
10.使用权利要求1至9任一项所述的二次硬化合金真空自耗钢锭的制造设备的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：