自由鍛是一種應用最為普遍的鍛造工藝，它使用簡單的鍛壓設備和一些通用工具，在上下砧塊間對坯料施加壓力，使其產生塑性變形，從而獲得需要的形狀和尺寸以及合乎要求的組織性能的鍛件。它的特點是：生產準備周期短，應用范圍廣，適合于新產品試制和小批量生產。大型鍛件的批生產有時也采用自由鍛制造。
另外，自由鍛雖然不需要專用模具，生產成本較低，但對工人的技術水平要求較高。
自由鍛造的基本工序包括：鐓粗、拔長、沖孔、擴孔、切斷、彎曲等。

鐓粗是使坯料高度減少、面積增加的一種鍛造工序。它常用于原始坯料直徑較小而要鍛制橫截面積較大的鍛件（齒輪毛坯、餅坯、法蘭盤毛坯等），也用于鍛環沖孔前的輔助工序。其作用為：
（1)改變鑄造組織，提高合金力學性能的預鍛工序；
（2)提高下一步拔長時的鍛造比的預備工作；
（3)在制造環形鍛件時，作為沖孔工序前的預鐓工序；
（4)作為制造盤形鍛件的制坯工序。
1 鐓粗時金屬內部的變形區域
塑性變形時，變形體內任一質點金屬的流動總是沿著阻力最小的方向進行。影響金屬流動的因素有：變形金屬與工具接觸面上的摩擦、工具與變形金屬間的相互作用、坯料的化學成分、組織和溫度的均勻性等。鐓粗時，變形區內金屬的應力狀態與金屬流動大體分為3個區域（見圖6-1).

I區：難變形區，位于接觸表面中心部位。由于受摩擦力影響最大，該區受到強烈的三向壓應力作用，而且靜水壓力最高，變形最難發生。當摩擦阻力大到某一極值時，變形金屬可能與工具接觸表面出現黏結，不發生變形。若坯料為鑄造狀態，即使冷鐓，該區金屬的金相組織仍為粗大的鑄造枝晶組織，硬度值最低，說明該區變形量很小。
II區：易變形區，基本上處于變形金屬的芯部。與鍛壓力成45°角的附近區域，受三向壓應力作用，處于最有利的變形部位，且離接觸表面較遠，摩擦力的影響較小，因此，又稱強變形區。熱鐓自由鍛和胎模鍛時此區最易發生再結晶，冷鐓后此區的硬度值最高。
II區：自由變形區，靠近變形金屬的側面而處于II區以外的區域。此區由于不受摩擦影響以及處于易變形區的外圍，所以變形較自由，其變形量較I區大，但比II區小。該區由于側表面自由變形的結果，使該區受壓縮后易形成凸鼓形，鼓形的出現標志著鐓粗時產生了不均勻變形。此區為軸向受壓而正弦向、徑向受拉應力，拉應力的存在是鐓粗成鼓形后產生縱向裂紋的原因。
2 鐓粗力的計算和鐓粗的分類
用液壓機鐓粗時，錠坯高度應比液壓機最大空間小50mm.若用鍛錘鐓粗，為了充分發揮鍛錘的能力，錠坯高度應用鍛錘最大行程的75%.在所有鍛造設備中，鐓粗所需要的力量最大，鐓粗力P(N)的大小由下式決定：
P=CσbF
式中

C--材料變形時的約束系數，由坯料和工具的幾何形狀以及摩擦條件決定，當摩擦系數為0.5時，C值由表6-1確定；
σb-材料在變形溫度下的強度極限，MPa;
F-坯料與工具的接觸面積，mm2.

任何鐓粗時，毛坯的平均直徑（見圖6-2(a))）為：

鐓粗的鍛造比用鐓粗后的面積Fn和鐓粗前的面積Fn-1之比來計算：
Y=Fn/Fn-1
鐓粗時的變形程度為：
ε=(h0-h)/h0=?h/h0×100%

真實主應變為：
e=1n (h0/h)=-ln(1-ε)
當h0／h<1.2或ε<20％時，就工程實用來說，取e=ε已足夠精確，誤差不超過10%.在此種情況下，轉移的體積可用下式來計算：
Vo=V(?h/h0)
式中

D-鐓粗毛坯的體積。
鐓粗帶尾柄的毛坯（見圖6-2(b))是為了下道工序拔長。鐓粗后毛坯端面呈凸起形，可避免在拔長時形成凹陷的端面。墊環上鐓粗（見圖6-2－2(c)）用于制造圓盤或其他帶有直徑不
大但有較高臺階的鍛件毛坯。由于原始毛坯直徑與鍛件臺階部分直徑相差太大，所以不宜由毛坯一端拔出臺階部分。墊環內表面斜度一般為5°~7°.僅一個凸起部分的鍛件采用一個墊環。
環中鐓粗（見圖6-2(d))用于帶頭的桿形鍛件，此時原始毛坯直徑可以選得比環的內孔略小些（見圖6-2(c)),也可以預先把毛坯拔至桿部直徑。
對于鈦合金鐓粗，原始毛坯的高度仍不應大于其直徑的2.5倍。若ho≥2.5d，毛坯會出現彎曲，而消除彎曲又需增加補充工序。
為了糾正鐓粗后鍛件側表面上的鼓肚，需要采用滾圓工序修整。滾圓可以在平砧或半圓弧砧塊上進行。

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