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自由鍛工藝過程的實質(zhì)是利用簡單的工具，逐步改變原坯料的形狀、尺寸和組織結(jié)構(gòu)，以獲得所需車輪鍛件的加工過程。

自由鍛工藝所研究的內(nèi)容是：車輪鍛件的成形規(guī)律和提高車輪鍛件質(zhì)量的方法兩個方面。

自由鍛的優(yōu)點是：所用工具簡單，通用性強(qiáng)、靈活性大，因此適合單件和小批車輪鍛件，特別是特大型車輪鍛件的生產(chǎn)，這對于新產(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)，有些模車輪鍛件的制坯工步也在自由鍛設(shè)備上完成。

但自由鍛的缺點是：車輪鍛件精度低，加工余量大、生產(chǎn)率低、勞動強(qiáng)度大等。

自由車輪鍛件的成形特點是：坯料在平砧上面或工具之間經(jīng)逐步的局部變形而完成。由于工具與坯料部分接觸，故所需設(shè)備功率比生產(chǎn)同尺寸車輪鍛件的模鍛設(shè)備要小的得多，所以自由鍛適用于鍛造大型車輪鍛件。

自由鍛所用原材料為初鍛坯、熱軋坯、冷壓坯、鑄錠坯等，對于碳鋼和低合金剛的中小型車輪鍛件，原材料大多采用經(jīng)過鍛軋的坯料，這類坯料內(nèi)部質(zhì)量較好，在鍛造時主要解決成形問題；要求利用金屬流動規(guī)律，選擇合適工具，安排好變形工序，以便有效而準(zhǔn)確地獲得所需形狀和尺寸。而對大型車輪鍛件和高合金鋼車輪鍛件，多數(shù)是利用初鍛坯或鑄錠坯，因其內(nèi)部組織疏松，存在偏析、縮孔、氣泡和夾雜等缺陷，在鍛造時主要解決質(zhì)量問題。

鍛造沖壓件使用的原材料，需符合GB/T710、GB/T716、GB/T2517、GB/T2521等有關(guān)金屬材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并符合對材料的供貨狀態(tài)或其它方面的要求。

沖壓件的原材料應(yīng)有質(zhì)量證明書，它保證鍛造使用的材料符合規(guī)定的技術(shù)要求。當(dāng)無質(zhì)量證明書或其它原因,沖壓件生產(chǎn)廠可按需要選擇原材料進(jìn)行復(fù)驗。復(fù)驗的主要項目和內(nèi)容：

外觀檢驗：檢驗材料表面缺陷、污痕、外廓尺寸、形狀和厚度以及表面粗糙度。

化學(xué)分析、金相檢驗：分析材料中化學(xué)元素的含量；判定材料晶粒度級別和均勻程度；評定材料中游離滲碳體、帶狀組織和非金屬夾雜物的級別；檢查材料縮孔、疏松等缺陷。

鍛造車輪鍛件復(fù)驗的主要項目和內(nèi)容：

力學(xué)性能檢驗：檢驗材料的抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈強(qiáng)比伸長率、斷面收縮率及洛氏硬度等。

成形性能試驗：對材料進(jìn)行彎曲試驗、杯突試驗，測定材料的加工硬化指數(shù)值和塑性應(yīng)變比值等。關(guān)于鋼板成形性能試驗方法，可按薄鋼板成形性能和試驗方法的規(guī)定進(jìn)行。

其它性能要求測定：對材料的電磁性能和對鍍層、涂層的附著能力等的測定。

各類沖壓件對材料的要求：一般情況下,不同結(jié)構(gòu)類型的沖壓件對材料力學(xué)性能的要求不同。