自由鍛是利用沖擊力或壓力使金屬在上、下砧之問(wèn)產(chǎn)生塑性變形，從而得到所需鍛件的鍛造方法。
  一、金屬加熱
  加熱的目的是提高坯料的塑性和降低其變形抗力。
1．鍛造溫度
  始鍛溫度：材料在鍛造時(shí)所允許的最高加熱溫度，稱(chēng)為該材料的始終溫度，一般定在該材料熔點(diǎn)下150—2000c。
  終鍛溫度：材料停止鍛造的溫度，稱(chēng)為該材料的終鍛溫度。
  始鍛溫度與終鍛溫度之間的溫度差稱(chēng)為鍛造溫度范圍。
  加熱時(shí)金屬的溫度可用熱電偶高溫計(jì)測(cè)量，它由熱電偶，補(bǔ)償導(dǎo)線(xiàn)，冷、熱接點(diǎn)，顯示儀表等組成。熱電偶高溫計(jì)是應(yīng)用熱電效心原理制成的溫度計(jì)，當(dāng)兩種不同導(dǎo)體兩端接合成通路時(shí)，由于兩接點(diǎn)溫度不同，而在所構(gòu)成的同路內(nèi)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，把電動(dòng)勢(shì)轉(zhuǎn)換成溫度，用顯示儀表把溫度顯示出米。
  鍛造時(shí)鍛工一般用觀(guān)察火色的方法米大致判斷溫度。
  鋼在加熱到530℃以上時(shí)會(huì)發(fā)出不同顏色的光線(xiàn)，其顏色與加熱溫度有關(guān)，從顏色上可看出鋼料加熱溫度的高低。溫度越高，亮度越強(qiáng)，顏色越淺。
  2．加熱產(chǎn)生的缺陷及預(yù)防措施
  1)氧化和脫碳
  鋼足鐵碳合金，加熱時(shí)表表面和高溫的氧氣，二氧化碳及水蒸氣接觸，發(fā)生氧化，使坯料表面產(chǎn)生氧化皮和降低表面含碳量而形成脫碳層。如氧化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，就會(huì)產(chǎn)生較厚的氧化皮和脫碳層，甚至造成鍛件報(bào)廢。
  減少氧化和脫碳的措施是快速加熱，采用少、無(wú)氧等加熱方法。
  2)過(guò)熱及過(guò)燒
  鋼加熱時(shí)如果在始鍛溫度下保溫過(guò)久，內(nèi)部的品粒會(huì)變得粗大，這種現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)熱。在隨后的數(shù)控沖床鍛造過(guò)程中粗大晶粒被打碎，可得到細(xì)化晶粒鍛件，也可在鍛后進(jìn)行熱處理，將晶粒細(xì)化。
  鋼加熱到接近熔點(diǎn)時(shí)，品問(wèn)低熔點(diǎn)物質(zhì)開(kāi)始熔化，同時(shí)由于爐氣中的氧化性氣體滲入品界，使品問(wèn)物質(zhì)氧化，破壞了晶粒問(wèn)的聯(lián)系，此種現(xiàn)象稱(chēng)為過(guò)燒。存在過(guò)燒現(xiàn)象的坯料一經(jīng)鍛打即破碎而成為廢品，不能挽救。
  3)開(kāi)裂
  尺寸較大的鋼料及復(fù)雜鍛體在加熱過(guò)程中，如果加熱速度過(guò)快，則可能造成各個(gè)部分之問(wèn)溫度差較大，岡膨脹不一致而產(chǎn)生裂紋。
  低、中碳鋼塑性好，一般不易產(chǎn)生裂紋。高碳鋼及某些高合金鋼產(chǎn)生裂紋的傾向較人，加熱時(shí)要嚴(yán)格遵守加熱規(guī)范。
  3．加熱爐
  加熱爐是用來(lái)加熱金屬的設(shè)備。常用的加熱爐有反射爐、重油爐、煤氣爐、電阻爐、等。
  訓(xùn)練用的是37KW電阻爐。電阻爐由爐體、加熱室、電熱體（硅碳棒）、熱電偶、控溫儀表、控制柜、變壓器爐門(mén)升降機(jī)構(gòu)等組成。電阻爐是利用電流通過(guò)爐內(nèi)的電熱體所產(chǎn)生的高溫，以輻射對(duì)流傳熱的方式來(lái)加熱金屬坯料。
  電阻爐操作過(guò)程的注意事項(xiàng)：
  1)操作時(shí)必須穿妤防護(hù)服，帶好手套，配帶防護(hù)眼鏡；
  2)操作時(shí)注意防止工具和毛坯把耐火磚、爐板和電熱體碰壞，同時(shí)要防止短路造成傷人事故；
  3)要經(jīng)常清理爐內(nèi)氧化皮，避免落在電熱體上造成短路，把電熱體燒壞；
  4)爐內(nèi)耐火磚應(yīng)避免急冷急熱。如果高溫時(shí)打開(kāi)爐門(mén)以求快速降溫，將會(huì)降低電爐的使用壽命。
  一、自由鍛設(shè)備
  白由鍛所用設(shè)備根據(jù)它對(duì)坯料作用力的性質(zhì)，分為鍛錘和液壓機(jī)兩人類(lèi)。生產(chǎn)中使用的自由鍛錘主要是空氣錘和蒸汽一空氣錘。
  空氣錘由錘身、壓縮缸、工作缸、砧座、傳動(dòng)部分、操縱部分、落下部分等組成?？諝忮N的噸位以落下部分總質(zhì)量米表示。
  空氣錘工作原理：
  電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)部分帶動(dòng)壓縮缸內(nèi)的壓縮活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一定壓強(qiáng)的壓縮窄氣，通過(guò)踏桿或手柄，操縱上下旋閥，使錘頭實(shí)現(xiàn)上懸、下壓、連續(xù)打擊、單次打擊、空轉(zhuǎn)五種動(dòng)作。
  三、自由鍛基本工序及其操作
  自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、擴(kuò)孔、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移、切割等。其中前三種應(yīng)用最多。
  1．鐓粗
  鐓粗是使毛坯高度減小，橫截面增大的工序。
  鐓粗操作的一般規(guī)則及方法：
  1)坯料的原始高度H與直徑D之比應(yīng)小于2.5～3，否則會(huì)鐓彎或產(chǎn)生雙鼓形；
  2)局部鐓粗（使用漏盤(pán)）；
  3)壞料的端面應(yīng)甲整并且和軸線(xiàn)垂直，各部分加熱溫度要均勻，在下砧上要把坯料放平，否則可能產(chǎn)生鐓歪現(xiàn)象。如果緞歪，其矯正方法足將坯料斜立，輕打鐓歪的斜角，然后放止，繼續(xù)鍛打。矯止鍛件時(shí)應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行，并要夾牢工件，防止工件飛出傷人。
  2．拔長(zhǎng)
  使坯料截面減小，長(zhǎng)度增加的工序。
  拔長(zhǎng)操作的一般規(guī)則及方法：
  1)鍛打時(shí)，工件應(yīng)沿砧座寬度方向送進(jìn)，每次送進(jìn)量應(yīng)為砧寬的0.3—0.7倍。送進(jìn)量太大，鍛件主要向?qū)挼姆较蛄鲃?dòng)，降低拔長(zhǎng)效率；送進(jìn)量太小，容易產(chǎn)生火層。另外每次壓下量也不宜過(guò)大，否則也會(huì)產(chǎn)生央層。
  2)將圓截面坯料拔長(zhǎng)成直徑較小的圓截面鍛件時(shí)，必須先把坯料鍛成方形截面，在拔長(zhǎng)到邊長(zhǎng)接近直徑時(shí)，鍛成八角形然后滾打成圓形。
  3)拔長(zhǎng)過(guò)程中應(yīng)不斷翻轉(zhuǎn)鍛件，翻轉(zhuǎn)方法分來(lái)回90 0翻轉(zhuǎn)和螺旋線(xiàn)翻轉(zhuǎn)兩種，塑性較差材料采用后者。
  4)鍛件拔長(zhǎng)后應(yīng)進(jìn)行修整，以使其尺寸準(zhǔn)確，表面平整，修整時(shí)，將工件沿下砧長(zhǎng)度方向送進(jìn)，以增加鍛件與砧座問(wèn)的接觸長(zhǎng)度。
  3．沖孔
  沖孔是使用數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床在坯料上沖出透孔或不透孔的工序。
  沖孔操作的一般規(guī)則及方法：
  1)沖孔操作應(yīng)在較高溫度下進(jìn)行。
  2)較薄工件采用單面沖孔法，較厚工件采用雙面沖孔法。
  4．?dāng)U孔
  擴(kuò)孔是減小空心坯料的壁厚而增加其內(nèi)、外徑或只增加內(nèi)徑的工序，用來(lái)制造環(huán)形工件。
  5．彎曲
  彎曲足利用模具將毛坯彎成所規(guī)定外形的鍛造工序。
  6．扭轉(zhuǎn)
  扭轉(zhuǎn)是將毛坯一部分相對(duì)另一部分繞其軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)一定角度的工序。
  7．錯(cuò)移
  將毛坯一部分相對(duì)另一部分平移錯(cuò)開(kāi)的工序。
  8．切割
  是分割坯料或切除鍛件余量的工序。
  四、訓(xùn)練操作過(guò)程：
  1．指導(dǎo)人員示范講解錘上操作時(shí)站立姿勢(shì)位置，鉗子的握法，并且鍛造一個(gè)工件，讓同學(xué)了解毛坯的變形過(guò)程及工藝過(guò)程。
  2．讓同學(xué)在錘下用冷毛坯練習(xí)用鉗子夾持工件及翻轉(zhuǎn)方法，利用夾持力改變用力方向，達(dá)到件重心移動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件的目的。
  3.通過(guò)冷鐵翻轉(zhuǎn)練習(xí)，同學(xué)基小掌握翻轉(zhuǎn)、米持方法后，讓其在鍛錘上操作，由于足央持高溫工件在鍛錘上操作，部分同學(xué)有害怕心理，指導(dǎo)人員要逐人耐心講解，演示，使同學(xué)們都能夠在鍛錘上正確操作。
  4．學(xué)生完成：
  1)將圓形截面坯料鍛成矩形截面鍛件（高度要求不變）。
  2)將矩形截而坯料鍛成圓形截面鍛件（高度要求不變）。胎模鍛胎膜鍛是在自由鍛設(shè)備上使用可移動(dòng)模具生產(chǎn)模鍛件的一種鍛造方法。常用胎模有：
1．摔子
摔子主要用于同轉(zhuǎn)體鍛件的制坯或局部成形，其工作時(shí)應(yīng)不斷旋轉(zhuǎn)坯料，否則易產(chǎn)生飛邊或毛刺。
  2．扣模
  扣模主要用于生產(chǎn)非回轉(zhuǎn)體鍛件。
  3．套模
  套模分開(kāi)式、閉式兩種。開(kāi)式套模只有下模，上砧起上模作用，坯料在套模中以鐓粗或鐓擠方式成形。
  閉式套模一般由模套、沖頭和下墊組成。錘擊力通過(guò)沖頭作用在坯料，使坯料在封閉的模膛內(nèi)成形。閉式套模主要用于鍛造端面帶有凸門(mén)形狀的回轉(zhuǎn)體鍛件。