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自由鍛工藝過程的實(shí)質(zhì)是利用簡單的工具，逐步改變?cè)髁系男螤?、尺寸和組織結(jié)構(gòu)，以獲得所需鍛件的加工過程。自由鍛工藝所研究的內(nèi)容是：鍛件的成形規(guī)律和提高鍛件質(zhì)量的方法兩個(gè)方面。

自由鍛的優(yōu)點(diǎn)是：所用工具簡單，通用性強(qiáng)、靈活性大，因此適合單件和小批鍛件，特別是特大型鍛件的生產(chǎn)，這對(duì)于新產(chǎn)品的試制、非標(biāo)準(zhǔn)的工裝夾具和模具的制造提供了經(jīng)濟(jì)快捷的方法。為了減輕模鍛設(shè)備的負(fù)擔(dān)或充分利用現(xiàn)有模鍛設(shè)備，簡化模鍛結(jié)構(gòu)，缸底模鍛件鍛造廠家，有些模鍛件的制坯工步也在自由鍛設(shè)備上完成。

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自由鍛件的缺陷有哪些？

自由鍛件的缺陷有氧化、脫碳、過熱、過燒和裂紋。

氧化：金屬坯料在加熱時(shí)與爐中氧化性氣體反應(yīng)生成氧化物的現(xiàn)象稱為氧化。氧化皮的產(chǎn)生，不但造成金屬的燒損，而且降低鍛件表面質(zhì)量和尺寸精度。當(dāng)氧化皮壓入鍛件內(nèi)深度超過機(jī)械加工余量時(shí)，能導(dǎo)致鍛件報(bào)廢。

脫碳：加熱時(shí)金屬坯料表層的碳與氧等介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成表層碳元素降低的現(xiàn)象稱為脫碳。脫碳會(huì)使表層硬度下降，耐磨性降低。如脫碳層厚度小于機(jī)械加工余量，不會(huì)對(duì)鍛件造成危害；反之則影響鍛件質(zhì)量。采用快速加熱、在坯料表層涂保護(hù)涂料、在中性介質(zhì)或還原性介性中加熱都能減緩脫碳。

過熱：金屬坯料由加熱溫度過高或高溫下保溫時(shí)間太長引起晶粒粗大的現(xiàn)象稱為過熱。過熱會(huì)使坯料塑性下降，鍛件的力學(xué)性能降低。為此，要嚴(yán)格控制加熱溫度，盡可能縮短高溫階段的保溫時(shí)間來預(yù)防過熱的產(chǎn)生。

過燒：金屬坯料加熱溫度超過始鍛溫度過多，使晶粒邊界出現(xiàn)氧化及熔化的現(xiàn)象稱為過燒。過燒后，材料的強(qiáng)度嚴(yán)重下降，塑性很差，一經(jīng)鍛打即破碎變成廢料，是無法挽救的。因此，要嚴(yán)格執(zhí)行正確的操作規(guī)范。

裂紋：大型鍛件加熱時(shí)，如果裝爐溫度過高或加熱速度過快，則鍛件心部與表層溫差過大，造成內(nèi)應(yīng)力過大，導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋。因此，對(duì)大型鍛件加熱時(shí)，要防止裝爐溫度過高和加熱速度過快，一般應(yīng)采用防熱措施。

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鍛造廠模鍛工藝過程制定的內(nèi)容：

鍛件錘上模鍛工藝過程制定的內(nèi)容主要有根據(jù)鍛件圖繪制模鍛件圖；確定變形工藝方案，主要是變形工步種類及其順序；進(jìn)行工步設(shè)計(jì)和相應(yīng)型槽設(shè)計(jì)；計(jì)算和選用原始坯料；確定設(shè)備噸位；錘鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制鍛模圖；確定鍛件坯料加熱冷卻規(guī)范和熱處理工藝；確定切邊工藝及設(shè)計(jì)切邊模具；確定鍛件清理、校正等工藝和設(shè)備；填寫模鍛工藝卡。

模鍛工藝一般流程主要包括下料、加熱、清除氧化皮、制坯、模鍛、切邊、熱處理、表面清理、校正、檢驗(yàn)等工序。加熱后的坯料在鍛模的一系列型槽中逐步變形，然后成為鍛件，坯料在鍛模的每一模膛中的變形過程稱為模鍛工步。

模鍛工序是模鍛工藝過程中重要和關(guān)鍵的組成部分，它決定采用什么模鍛工步來進(jìn)行鍛造工作，錘上模鍛的基本工步分為以下三類。 制坯工步的主要作用是重新分配坯料體積或改變坯料的軸線形狀，合理分布坯料的體積，使坯料沿軸線的截面面積與鍛件大致相適應(yīng)，有利于鍛件金屬充滿型腔。制坯工步主要包括鐓粗、拔長、滾壓、壓扁、壓肩、卡壓、成形、彎曲等。

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