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自由鍛（duàn）工藝過程的實質是利用簡（jiǎn）單（dān）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（shì）：鍛件的成形（xíng）規（guī）律和提高鍛件質量的（de）方法兩（liǎng）個方麵。

自由鍛的優點是：所用工具（jù）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，這對於新產品的試（shì）製（zhì）、非標準的工裝（zhuāng）夾具和模具的（de）製造提（tí）供了經濟快捷的方法。為了減輕模鍛設備的負擔或充（chōng）分利用現有模鍛設備，簡化模鍛結（jié）構，有些模鍛件的製坯工步也在自由（yóu）鍛設備上完成。  

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視頻作（zuò）者：定（dìng）襄（xiāng）縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛件的預成（chéng）形坯：

預成形坯的設計是根據鍛件的重量、密度、形（xíng）狀和尺寸要求，設（shè）計預成形坯的密度、形狀和尺（chǐ）寸的。基本的原（yuán）則就是在鍛造（zào）時有利於預成（chéng）形坯的致密和（hé）充滿模膛，同時在（zài）充滿模膛前應盡可能使預（yù）成（chéng）形坯（pī）有較大的橫向塑性流動。但在充滿模具型腔前的（de）塑性變形量不（bú）能大於預（yù）成形坯塑性允許的極限值（zhí）。另外還必須考慮預成形坯在充滿模具型腔時，各部位的應力狀態應盡可能處於三向壓應力狀態下（xià），避免或減小拉應（yīng）力狀態。

密度是（shì）預成形坯的基本參數（shù）。根據預成形坯密度及鍛件質量，求得預成形坯的體積，然後根據預成形（xíng）坯的高（gāo）徑比，分別確定預成形坯的高度及徑向尺寸。以此作為壓（yā）製模（mó）尺寸（cùn）設計的依據。粉末鍛（duàn）件的密度主要是（shì）由鍛造（zào）變形決定的，一般與預成形坯密度關係不大。預成形坯密（mì）度選（xuǎn）擇主要考慮（lǜ）預成形坯要有足夠強度，保證在生產工序之間的傳輸過程不損壞，形狀完整（zhěng）。為此一（yī）般冷壓製後的預成形坯密度為理論密度的80%左右。

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鍛件的（de）下料：直徑>40mm的棒料多用圓盤（pán）鋸切（qiē）割，小直徑棒材（cái）可（kě）用砂輪切割。當要求較高時可用車床下料。馬氏體原（yuán）材料表麵若有劃痕等（děng）缺陷，需用車床剝皮或用無心磨磨去。

鍛件的加熱：鍛（duàn）前加熱可以（yǐ）用電爐，也可以用火焰爐。生產中多用火焰爐。對於奧氏（shì）體不鏽鋼，爐氣應保持中性或微（wēi）氧化性，以免產生滲碳造成晶間腐蝕；對於（yú）馬氏體不鏽鋼，不可以采用過分氧化氣氛，以免引起嚴重脫（tuō）碳。

在700~800℃以下，不（bú）鏽鋼的（de）熱導率比較小，因此不鏽鋼鍛件鍛造需要的加熱時間較長（zhǎng）。鐵素體不鏽鋼加熱到高溫時（shí）晶粒長大傾向（xiàng）嚴重，造成較大脆性，馬氏體（tǐ）不鏽鋼在高（gāo）溫下氧（yǎng）化、脫碳特別嚴重，它們（men）都要（yào）求盡量縮短在高溫下的加熱時間。所以這兩類鋼，以及直徑或厚度超過100mm的奧氏體不鏽鋼，一般采（cǎi）用兩階段加熱：先緩慢加熱到850℃，然後快速加熱到始鍛溫度。

對於直接投入高溫爐中加熱的（de）毛坯，從入爐算（suàn）起，加熱時間（jiān）按2mm/min計算；對於分成兩段加熱的毛坯，預熱階段時間按2mm/min計算，後一（yī）階段加熱時間（jiān）按3mm/min計算。

對於精密鍛件或（huò）小餘量的重要（yào）鍛件，加（jiā）熱前應（yīng）在毛坯（pī）表麵塗（tú）一層玻璃潤滑劑，然後再加熱。玻璃（lí）潤滑劑的配（pèi）置一般按（àn）57%的玻璃、3%的（de）黏土和40%的水。含鎳量較高的不鏽鋼必須采用不含硫的燃料加熱，因硫滲入鋼中與鎳形成低熔點硫化物及共晶體分布在晶界上（shàng），高（gāo）溫（wēn）鍛（duàn）造時會產生晶間裂紋。

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