自由锻件是一种常见的金属锻造方式，是将金属材料在不使用任何外模具或内模具的情况下进行锻造成型的方法。自由锻件生产设备和工艺是实现自由锻造的关键要素。

自由锻件生产设备主要包括锻造机、热处理设备、检测设备等。锻造机主要分为液压锻造机、气动锤锻造机和冷锻机。其中，液压锻造机具有锻造能力强、锻造速度快等优点；气动锤锻造机适用于小批量生产，锻造精度高；冷锻机则适用于锻造硬度高、塑性小的金属材料。

热处理设备主要包括热处理炉、淬火设备等。热处理对于锻件性能的影响非常重要，可以提高锻件的硬度、抗拉强度等性能，同时还可以改善内部组织结构，提高锻件的韧性和耐磨性。

检测设备包括金相检测仪、超声波探伤仪、拉伸试验机等。这些设备可以检测锻件的内部质量和外部质量，确保锻件达到设计要求的性能指标。

自由锻件生产工艺是完成自由锻造的关键步骤。其主要分为准备工作、锻造、热处理和检验四个步骤。

准备工作包括选材、预处理、模具设计等。选材需要根据零件的要求选择适合的金属材料；预处理包括热处理、表面处理、金属加工等；模具设计需要按照锻造零件的形状和尺寸，设计出适合的模具结构。

锻造是完成自由锻件生产的核心步骤，其主要包括锻造温度控制、锻造速度控制、锻造过程保压等。锻造温度需要根据材料的性质和锻造要求，选择适当的温度；锻造速度需要控制在合适的范围内，避免锻件出现裂纹、变形等问题；锻造过程保压需要控制保压力度和时间，保证锻件密度均匀、无隐伏缺陷。

热处理是为了改变锻件组织结构，提高其性能指标。其主要包括加热、保温、冷却等过程。加热需要根据不同的材料和工艺要求，选择适合的温度和加热时间；保温需要保证锻件内部温度均匀，并且达到设定的要求；冷却需要选择合适的冷却介质和冷却速度，保证锻件达到所需的性能指标。

检验是为了确保锻件的质量符合要求，以便正常使用。其主要包括外观检查、尺寸检查、金属组织检查、化学成分检查等。外观检查需要检查锻件的表面是否平整、是否存在裂纹和划痕等问题；尺寸检查需要测量锻件的尺寸大小和形状是否符合要求；金属组织检查需要对锻件进行金相检测，以检查内部的组织、晶粒尺寸、夹杂物、气孔等质量问题；化学成分检查需要通过对锻件进行化学成分分析，来确定是否符合要求的化学成分范围。

总之，自由锻件生产设备和工艺是实现自由锻造的关键。锻造企业需要根据锻件的要求和材料特性，选择合适的生产设备和工艺，以提高锻件的质量和性能。