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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，有些模鍛件的制坯工步也在自由鍛設備上完成。  

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大型活塞桿鍛件鍛造成型方法：

熱處理

活塞桿鍛造完后進行粗加工，并做超聲檢測，以確定是否有影響熱處理的缺陷，無損檢測合格后方可進行調質熱處理。熱處理前檢查產品所有棱角是否倒鈍，尖角處是否圓滑過渡，以避免淬火時應力在尖角處集中而開裂。由于活塞桿要求做切向、縱向力學性能試驗，且端部在1/2 厚度處取樣，為了獲得較好的淬火效果，低溫碳鋼鍛件，熱處理前將活塞桿內孔預先加工出來，以增加淬火時產品與淬火介質的接觸面積。制定熱處理參數時，考慮到產品截面變化較大，且42CrMo 鋼材料直接水淬可能產生裂紋，因此采取先空冷少許時間，鹽城碳鋼鍛件，再水淬油冷的方法。淬火過程中先后開啟水循環、油循環，并充分竄動產品，碳鋼鍛件定做，以使產品淬火過程冷卻均勻。

活塞桿鍛件制造過程中經化學成分檢測、力學性能試驗、金相檢驗、超聲檢測，其結果均符合技術要求。

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鍛造鍛件的設備如何選擇？

鍛造鍛件的設備能量要大，剛性要好。

冷鍛時，鍛件變形抗力大，而且載荷較為集中。所以需要壓機有足夠的變形能量和較好的剛性。良好的導向裝置。冷環形鍛件精度要求高，設備和模具導向均應加強。要有頂出裝置。冷鍛件和模具間有較大的粘著力，頂出力約為公稱壓力lO%。要有可靠的過載保險裝置。

冷環形鍛件過程中容易超載，特別對于行程固定的機械壓力機，必須要有過載保險裝置。合適的擠壓速度。在上模接觸金屬坯料后，鍛壓速度應保持均勻，一般為O.l-O.4m/z。

冷鍛和冷擠壓的常用設備：通用的液壓機。通用的機械壓力機。冷鍛壓機有兩大類：機械壓力機和液壓機機械壓力機有肘桿式和偏心式等形式，行程固定，適用于批量較大的中小零件液壓機行程不固定，適合于中、大型鍛件壓力機有較好的冷鍛和冷擠壓的功能，而且有機械化和自動化接口裝置，目前已由單工位向多工位方向發展，設備噸位已達2OOOOKN以上。

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