大型船用锻件的自由锻是一种通过锻压设备对金属坯料施加外力，使其塑性变形以获得所需形状和性能的加工方法。以下是其设备分类及主要工序的详细说明：

一、设备分类

大型船用锻件的自由锻主要依赖以下重型锻压设备：

自由锻锤

空气锤：适用于小型锻件，打击力较小，通过压缩空气驱动。

蒸汽-空气锤：利用蒸汽或压缩空气驱动锤头，打击力大（可达数十吨），适合中型锻件。

液压锤：通过液压系统驱动，打击能量可控，用于高精度锻造。

液压机

水压机：主流设备，静压成形（压力可达万吨级以上），适合大型船用锻件（如曲轴、舵杆、艉轴等）。优势是变形深透、组织均匀。

油压机：控制更精准，但吨位通常低于水压机，用于中等尺寸锻件。

机械压力机

螺旋压力机：通过螺杆旋转产生压力，适合高精度锻件，但吨位有限。

曲柄压力机：适用于批量生产，但自由锻中较少使用。

二、主要工序

自由锻工序可分为基本工序、辅助工序和精整工序，大型船用锻件的典型流程如下：

1. 基本工序（核心变形步骤）

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镦粗（Upsetting）
减小坯料高度、增大横截面，用于制造法兰、齿轮毛坯等。需防止侧向弯曲。

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拔长（Drawing out）
增加坯料长度、减小截面，用于轴类、连杆等长形锻件。分平砧拔长和型砧拔长。

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冲孔（Punching）
在坯料上制作通孔或盲孔，如舵杆中心孔。分实心冲子和空心冲子冲孔。

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弯曲（Bending）
将坯料弯折成所需角度，如曲轴曲柄的成形。

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扭转（Twisting）
将坯料一部分相对另一部分旋转，用于特殊结构件。

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切割（Cutting）
分割坯料或切除余料，如火焰切割或剁刀切割。

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2. 辅助工序（为基本工序做准备）

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压钳口：在坯料端部压出夹持部位，便于操作。

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倒棱：消除坯料棱角，防止锻造裂纹。

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压肩：在分模位置压出凹槽，控制变形区域。

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3. 精整工序（最终成形与修正）

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修整（Sizing）：矫正锻件尺寸和形状，如平面修光。

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热处理：退火或正火以消除残余应力、细化晶粒。

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清理：去除氧化皮（喷砂或酸洗），检测表面缺陷。

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三、船用锻件应用示例

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艉轴/中间轴：以大型钢锭为坯料，经镦粗、拔长、滚圆等工序。

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舵杆：需冲孔和局部镦粗。

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锚链附件：多采用弯曲和切割工序。

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四、工艺要点

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温度控制：始锻温度（钢件通常1100-1200℃）和终锻温度（800-900℃）需严格防止低温锻造开裂。

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变形量：大型锻件需多次加热分段锻造，避免一次变形量过大。

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质量控制：超声波探伤、力学性能测试确保内部无缺陷。

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大型船用锻件的自由锻依赖重型设备和熟练操作，工序复杂但灵活性高，适合小批量、多品种生产。