自由鍛工藝所研究的內(nèi)容是：鍛件的成形規(guī)律和提高鍛件的質(zhì)量兩個方面。

       對于碳鋼和低合金鋼的中小型鍛件，原材料大多是經(jīng)鍛軋而質(zhì)量較好的鋼材，在鍛造時主要是成形問題。要求掌握金屬的流動規(guī)律，靈活地運用各種變形工序，以便有效而準(zhǔn)確的獲得所需形狀和尺寸的鍛件。而對大型鍛件和高合金鋼鍛件，一般是以內(nèi)部組織較差的鋼錠為原材料，在鍛造時關(guān)鍵是質(zhì)量問題。為了保證鍛件的內(nèi)部質(zhì)量，除了提高原材料冶煉質(zhì)量之外，還應(yīng)從鍛造工藝方面采取措施。

       任何鍛件的自由鍛成形過程，均由一系列變形工序組成。裉據(jù)工序的變形性質(zhì)和變形程度的不同，自由鍛的工序可以分為基本工序、輔助工序和修整工序三類。

       改變坯料的形狀和尺寸以獲得鍛件的工序稱為基本工序。自由鍛的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、芯軸擴(kuò)孔、芯軸拔長、彎曲、切割、錯移、扭轉(zhuǎn)、鍛接等。

       為了完成基本工序而使坯料預(yù)先產(chǎn)生某一變形的工序叫做輔助工序，如鋼錠倒棱、預(yù)壓鉗把、分段壓痕等。

       用來精整鍛件尺寸和形狀。消除鍛件表面不平、歪扭等，使鍛件完全達(dá)到鍛件圖要求的工序叫做修整工序，如鼓形滾圓、端面平整、彎曲校直等。修整工序的變形里通常都很小。

       自由鍛造是金屬塑性加工的一種方法。它是利用鍛壓設(shè)備上下砧塊和一些簡單通用工具，使坯料在壓力作用下產(chǎn)生塑性變形。

       自由鍛有手工鍛造和機(jī)器鍛造之分。隨著機(jī)器制造工業(yè)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在生產(chǎn)中主要采用機(jī)器鍛造，根據(jù)鍛造設(shè)備類型不同，機(jī)器鍛造可分為鍛錘自由鍛和水壓機(jī)自由鍛兩忡。前者用以鍛造中小鍛件，后者主要鍛造大型鍛件。

       由于自由鍛所用的工具簡單，通用性強(qiáng)，靈活性大，因此適合單件和小批鍛件的生產(chǎn)。自由鍛件是山坯料逐步變形而成，工具只與坯料部分接蝕，故所需設(shè)備功率比模鍛要小得多，所以自由鍛也適于鍛造大型鍛件。如萬噸模鍛水壓機(jī)只能模鍛幾百公斤重的鍛件，而萬噸自由鍛水壓機(jī)卻可鍛造重達(dá)百噸以上大型鍛件。可見，對于大型鍛件的鍛造，只能采取自由鍛成形。

       但是，自由鍛是靠工人的操作來控制鍛件的形狀和尺寸，所以鍛件的精差，鍛造生產(chǎn)率低，勞動強(qiáng)度較大。針對以上不足，近些年來自由鍛生產(chǎn)在提高鍛件精度和實現(xiàn)機(jī)慽化方面，正在不斷得到改善和發(fā)展。