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自由鍛工藝過程的實質是利用簡單的工具，逐步改變原坯料的形狀、尺寸和組織結構，以獲得所需鍛件的加工過程。自由鍛工藝所研究的內容是：鍛件的成形規律和提高鍛件質量的方法兩個方面。

自由鍛的優點是：所用工具簡單，通用性強、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，這對于新產品的試制、非標準的工裝夾具和模具的制造提供了經濟快捷的方法。為了減輕模鍛設備的負擔或充分利用現有模鍛設備，簡化模鍛結構，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：金屬坯料在加熱時與爐中氧化性氣體反應生成氧化物的現象稱為氧化。氧化皮的產生，不但造成金屬的燒損，而且降低鍛件表面質量和尺寸精度。當氧化皮壓入鍛件內深度超過機械加工余量時，能導致鍛件報廢。

脫碳：加熱時金屬坯料表層的碳與氧等介質發生化學反應造成表層碳元素降低的現象稱為脫碳。脫碳會使表層硬度下降，耐磨性降低。如脫碳層厚度小于機械加工余量，不會對鍛件造成危害；反之則影響鍛件質量。采用快速加熱、在坯料表層涂保護涂料、在中性介質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間太長引起晶粒粗大的現象稱為過熱。過熱會使坯料塑性下降，鍛件的力學性能降低。為此，要嚴格控制加熱溫度，盡可能縮短高溫階段的保溫時間來預防過熱的產生。

過燒：金屬坯料加熱溫度超過始鍛溫度過多，使晶粒邊界出現氧化及熔化的現象稱為過燒。過燒后，材料的強度嚴重下降，塑性很差，一經鍛打即破碎變成廢料，是無法挽救的。因此，要嚴格執行正確的操作規范。

裂紋：大型鍛件加熱時，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，造成內應力過大，導致產生裂紋。因此，對大型鍛件加熱時，要防止裝爐溫度過高和加熱速度過快，一般應采用防熱措施。

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鍛造廠模鍛工藝過程制定的內容：

鍛件錘上模鍛工藝過程制定的內容主要有根據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；進行工步設計和相應型槽設計；計算和選用原始坯料；確定設備噸位；錘鍛模結構設計，繪制鍛模圖；確定鍛件坯料加熱冷卻規范和熱處理工藝；確定切邊工藝及設計切邊模具；確定鍛件清理、校正等工藝和設備；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鍵的組成部分，它決定采用什么模鍛工步來進行鍛造工作，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，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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