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只用简单的通用工具，或在锻造设备的上、下砧铁间，直接使金属材料经多次锻打并逐步塑性变形而获得所需的几何形状和内部质量的锻件，这种方法称为自由锻。自由锻又可分为手工自由锻（简称手工锻）和机器自由锻（简称机锻）。
自由锻使用简单工具，操作灵活，但锻件精度较低，生产率不高，劳动强度较大，适合于单件小批量生产以及大型锻件的生产。
自由锻设备分为两类：一类是以冲击力使金属材料产生塑性变形的称为锻锤，如空气锤、蒸气-空气自由锻锤等；另一类是以静压力使金属材料产生塑性变形的液压机，如水压机、油压机等。
1）空气锤
空气锤是一种以压缩空气为动力，并自身携带动力装置的锻造设备。坯料重量100 kg以下的小型自由锻锻件，通常都在空气锤上锻造。
2）常用工具
自由锻的常用工具中的砧铁和手锤属于手工自由锻的工具，也可作为机器自由锻的辅助工具使用。
锻件的锻造成形过程由一系列变形工序组成。根据工序的实施阶段和作用不同，自由锻的工序分为基本工序、辅助工序和精整工序三类。基本工序是实现锻件基本成形的工序，有镦粗、拔长、冲孔、弯曲、扭转、切割等。为便于实施基本工序而使坯料预先产生少量变形的工序称为辅助工序，如压肩、压痕、倒棱等。在基本工序之后，为修整锻件的形状和尺寸，消除表面不平，矫正弯曲和歪扭等目的而施加的工序，称为精整工序，如滚圆、摔圆、平整、校直等。
下面以镦粗、拔长和冲孔为重点，简要介绍几个基本工序的操作。
1）镦粗
镦粗是使坯料横截面积增大，高度减小的锻造工序。镦粗可分为整体镦粗（如图4-3（a））、局部镦粗（如图4-3（b））两种。镦粗的操作方法及应注意事项如下：
图4-3 镦粗
图4-4 镦弯与矫正
（1）镦粗的坯料高度 h 与其直径 d 之比应小于2.5∶1～3∶1。局部镦粗时，漏盘以上镦粗部分的高径比也要满足这一要求。高径比过大，则易将坯料镦弯。发生镦弯现象时，应将坯料放平，轻轻锤击矫正（如图4-4）。
（2）镦粗部分必须加热均匀，否则锻件变形不均匀，产生畸形，对某些塑性差的材料还可能镦裂。
（3）坯料的端面往往切得不平或与坯料轴线不垂直，因此，开始镦粗时应先用手锤轻击坯料端面，使端面平整并与坯料的轴线垂直，以免镦粗时镦歪。
（4）高径比过大或锤击力不足时，还可能将坯料镦成双鼓形（如图4-5（a）），若不及时将双鼓形矫正而继续锻打，则可能发展成折叠，使坯料报废（如图4-5（b））。
（5）局部镦粗时，要选择或加工合适的漏盘。漏盘要有5°～7°的斜度，漏盘的上口部位应采取圆角过渡。
（6）坯料镦粗后，须及时进行滚圆修整，以消除镦粗造成的鼓形。滚圆时，要将坯料翻转90°，使其轴线与抵铁表面平行，一边轻轻锤击，一边滚动坯料。
图4-5 双鼓形及折叠
2）拔长
拔长是使坯料横截面减小，长度增加的锻造工序，拔长应注意以下事项：
（1）拔长的工件，其所选的原材料直径应比工件的最大截面尺寸稍大，以保证有足够的金属弥补加热氧化损耗。
（2）对于局部拔长的工件，或需分段逐步拔长的较长工件，应只加热拔长的部位，以减少金属氧化损耗。
拔长的操作要点如下：
（1）坯料沿抵铁的宽度方向送进，每次的送进量 L 应为抵铁宽度 B 的0.3～0.7倍（如图4-6（a））。送进量太大，金属主要向坯料宽度方向流动，反而降低拔长效率（如图4-6（b））。送进量太小，又容易产生夹层（如图4-6（c））。
图4-6 拔长时的送进方向和送进量
（2）拔长过程中要不断翻转坯料，翻转的方法如图4-7所示。
（3）锻打时，每次的压下量不宜过大，应保持坯料的宽度与厚度之比不要超过2.5，否则，翻转后继续拔长时容易形成折叠。
（4）将圆截面的坯料拔长成直径较小的圆截面锻件时，必须先把坯料锻成方形截面，在边长接近锻件的直径时，锻成八角形，然后滚打成圆形（如图4-8）。
图4-7 拔长时坯料的翻转方法
图4-8 圆截面坯料拔长时横截面的变化
（5）锻制台阶或凹档时，要先在截面分界处压出凹槽，称为压肩（见图4-9）。压肩后，再把截面较小的一端锻出。
（6）套筒类锻件的拔长操作如图4-10所示。
图4-9 压肩
图4-10 心轴上拔长
坯料须先冲孔，然后套在拔长心轴上拔长，坯料边旋转边轴向送进，并严格控制送进量。送进量过大，不仅拔长效率低，而且坯料内孔增大较多。
（7）拔长后须进行调平、校直等修整，以使锻件表面光洁，尺寸准确。方形或矩形截面的锻件修整时，将锻件沿抵铁长度方向送进（见图4-11（a）），以增加锻件与抵铁的接触长度。修整时，应轻轻锤击，可用钢板尺的侧面检查锻件的平直度及平整度。圆形截面的锻件修整时，锻件在送进的同时还应不断转动，如使用摔子修整（如图4-11（b）），锻件的尺寸精度更高。
图4-11 拔长后的修整
3）冲孔
冲孔是用冲子在坯料上冲出圆形孔（通孔或不通孔）的锻造工序。其工艺要点如下：
（1）冲孔前，一般须先将坯料镦粗，使高度减小，横截面增加，尽量减少冲孔的深度及避免冲孔时坯料胀裂。
（2）由于冲孔时坯料的局部变形量很大，为了提高塑性，防止冲裂，冲孔前应将坯料加热到始锻温度，而且均匀热透，以便在冲子冲入后，坯料仍保持有足够的温度和良好的塑性，以防止工件冲裂或损坏冲子，冲完后，冲子也易于拔出。
（3）为保证孔位正确，应先试冲，即先用冲子轻轻压出孔位的凹痕，如有偏差，可加以修正。
（4）冲孔过程中应保持冲子的轴线与砧面垂直，以防冲斜。
（5）一般锻件的通孔采用双面冲孔法冲出（见图4-12）。先从一面将孔冲至坯料厚度2/3～3/4的深度，取出冲子，翻转坯料，然后从反面将孔冲透。
（6）较薄的坯料可采用单面冲孔（如图4-13）。单面冲孔时，应将冲子大头朝下，漏盘上的孔不宜过大，且须仔细对正。
图4-12 双面冲孔图
图4-13 单面冲孔
（7）为防止坯料胀裂，冲孔的孔径一般要小于坯料直径的1/3。超过这一限制时，则要先冲出一个较小的孔，然后采用扩孔的方法达到所要求的孔径尺寸。常用的扩孔方法有冲子扩孔和心轴扩孔。冲子扩孔（如图4-14（a））利用扩孔冲子锥面产生的径向胀力将孔扩大。扩孔时，坯料内产生较大的切向拉应力，容易冲裂，故每次的扩孔量不能太大。心轴上扩孔（如图4-14（b））实际上是将带孔坯料在心轴上沿圆周方向拔长，扩孔量几乎不受什么限制，最适于锻制大直径的圆环件。
图4-14 扩孔
4）弯曲
采用一定方法将坯料弯成所规定的一定角度或弧度的锻造工序称为弯曲，如图4-15所示。弯曲时，只需加热坯料的待弯部分，若加热部分过长，可先把不弯的部分蘸水冷却，然后再弯。弯曲一般在铁砧的边缘或砧角上进行。弯曲的方法很多，如用锤子打弯、用叉架弯曲等。
5）扭转
扭转是在保持坯料轴线方向不变的情况下，将坯料的一部分相对于另一部分扳转一定角度的工序，如图4-16所示。扭转应注意：
1）受扭部分表面必须光滑，断面全长须均匀，面与面的交界处须有圆角过渡，以免扭裂。
2）受扭部分应加热到金属允许的较高的始锻温度，并且加热均匀。
3）扭转后，应缓慢冷却或热处理。
图4-15 弯曲
图4-16 扭转
6）切割
将坯料分割切断或劈开坯料的锻造工序称为切割。
切断时，工件放在砧面上，用錾子錾入一定的深度，然后将工件的錾口移到铁砧边缘錾断。若工件受切口形状限制，不宜移到铁砧边缘时，则应在砧面上放一铁片承托工件，以免切断时錾伤砧面。
方形截面坯料或锻件的切割如图4-17（a）所示，先将剁刀垂直切入工件，至快要断开时将工件翻转，再用剁刀或克棍截断。切割圆形工件时，要将工件放在带有凹槽的剁垫中，边切割，边旋转，如图4-17（b）所示。
图4-17 切割
1）阶梯轴类锻件的自由锻工艺
阶梯轴类锻件自由锻的主要变形工序是整体拔长及分段压肩、拔长。
2）带孔盘套类锻件的自由锻工艺
带孔盘类锻件自由锻的主要变形工序是镦粗和冲孔（或再扩孔）；带孔套类锻件的主要变形工序为镦粗→冲孔→心轴上拔长。
