Технология ковки металла: Ковка металла — виды, основы и приемы технологии — Северный бастион

Содержание

Ковка металла — виды, основы и приемы технологии

Что в себя включает технология ковки металла, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки? Об этом далее.

Ковка металла, наряду с литьем, самая древняя технология по обработке материалов. Причем производить изделия таким способом человечество начало еще задолго до появления железа и стали. Первые кузнецы работали около 5-6 тысяч лет назад. Со временем технология лишь совершенствовалась и дополнялась новыми приемами. Сегодня ни одно производство не обходиться без обработки металла ковкой.

Что в себя включает технология ковки, какое оборудование и приемы используются в самом старом виде металлообработки?

Понятие ковки металла

Говоря простым языком, ковка — обработка металла, нагретого до ковочной температуры. Принцип технологии построен на физических свойствах любого материала, имеющего температуру плавления. Но прежде, чем будет достигнут этот порог, структура вещества станет более мягкой.

Каждый металл имеет свою температуру, при достижении которой он становиться более мягким, а, значит, и более податливым для обработки путем ковки.

Однако, существует также технология металлообработки, когда заготовку не нагревают, а куют холодной. Такой прием позволяет получить не менее прочные изделия, без нагревания заготовка прессуется и изгибается.В таблице указаны пределы температур, при которых тот или иной металл можно ковать.

Виды кузнечной обработки

Существуют основные виды ковки металла:

Свободная.
Машинная.
Штамповка.

Свободная ковка подразумевает то, что заготовки не ограничены никакими формами. Или же материал будет закреплен с одной стороны на наковальне. К этому технологическому приему относиться и ручная ковка металла, когда изделию придают форму, используя кувалду или молоток. Свободная ковка применяется как для производства отдельных продуктов, так и просто для улучшения качества материала.

При проковке поверхности заготовки улучшается свойство металла. Крупные кристаллы материала размельчаются, структура станет более мелкозернистой и однородной. К тому же, при поковке завариваются внутренние раковины, упрочняя тело заготовки.

Машинная ковка

Машинная ковка — более современный вариант обработки. Такая технология используется в массовой, тяжелой промышленности. При этом используют механизированные молоты (с массой от 40 килограмм до 5 тонн), ковочные машины или прессы. Вес заготовок и конечных поковок порой может достигать нескольких десятков тонн.

Штамповка. Такой технологический прием позволил сделать производство массовым. При изготовлении изделий металл ограничивается штампами и при деформации получает нужную форму.

Штамповка используется в массовом производстве, где важно получить большое количество продукции. Свободная ковка, как правило, используется в мелкосерийном и единичном производстве.

Оборудование и инструменты

Многовековое развитие такого вида металлообработки привело к появлению огромного количества инструментов и приспособлений. Но горячая ковка металла сохранила ту же технологическую линию, как и тысячи лет назад: нагревание, закрепление, деформация, закалка.

При изготовлении кованых изделий ручным способом используют практически те же наборы инструментов и оборудования, которые применяли мастера с зарождения этой технологии. Список следующий.

Кузнечный очаг.
Наковальня.
Клещи.
Молоты.

Кузнечный очаг или горн используется для нагревания материала до нужной температуры. Существует множество различных видов этого оборудования.

Стационарные и переносные.
Закрытые и открытые очаги.
Топливные или электрические.
Жидкостные, газо- или твердотопливные.
С боковыми соплами подачи воздуха или центральной фурмой.

Наковальни — это массивные металлические столы, где собственно и происходит формирование заготовки. Состоят из основания, рога и наличника с отверстиями для гибки. Существует несколько разновидностей этого кузнечного приспособления, однако обязательно наличие стальной опоры с весом от 30 килограмм.

Клещи в ручной ковке мастер использует для оперирования заготовкой в процессе работы.

Молоты — основной инструмент, использующийся в кузнечном деле, могут иметь различную массу для работы с разными по габаритам заготовками.

Материалы и технология ковки

Самые первые изделия, изготовленные человеком путем ковки, были из меди. Это связано с двумя основными причинами. Во-первых, это был самый распространенный вид материала, который попадался в самородном (практически чистом) виде. Во-вторых, медь — самый ковкий металл, нижняя граница температуры, при которой ее можно ковать, равна 100°С, что вполне было доступно первобытным мастерам. Позже начали ковать бронзу и железо. А с появлением стали были отработаны приемы и технологии ее обработки.

Кузнечные приемы

Основные кузнечные операции, использующиеся в технологии ковки металла:

Осадочные.
Высадочные.
Протяжные.
Обкатки.
Раскатки.
Прошивки.
Разгонки.

Осадочные кузнечные работы подразумевают уменьшение высоты заготовки и увеличение ее поперечной площади сечения.

Высадка, по сути, частичная осадка заготовки. Применяется, когда на поверхности металла нужно сделать некоторые утолщения. Добиваются этого за счет уменьшения длины заготовки.

Протяжка — еще один технологический прием обработки металла кузнечным способом. Такая операция подразумевает удлинение заготовки. При этом уменьшается поперечная площадь сечения.

Раскатка на станке

Обкатка в кузнечном деле подразумевает собой придание заготовке формы цилиндра. В процессе деформации металла заготовка проворачивается вокруг своей оси.

Раскатка — обработка кольцевой заготовки. Когда нужно увеличить ее внутренний и наружный диаметры, металл раскатывают на оправке за счет уменьшения толщины стенок.

Прошивку в кузнечном деле применяют для получения сквозного отверстия за счет использования пробойника.

Разгонка — это операция получения более широкой заготовки. По сути, металл для ковки расплющивают на поверхности наковальни молотом, двигаясь поперек оси изделия.

Существует также множество других приемов, с помощью которых получают требуемые формы изделия.

Особенности кузнечной обработки стали

При изготовлении кованых изделий чаще всего использую сталь, как наиболее прочный материал, который без особых проблем можно обработать таким способом. Но при этом соблюдаются некоторые технологические особенности материала.

Стальная заготовка должна нагреваться равномерно со всех сторон.
Обязательно при ковке стали нужно соблюдать температурные рамки, которые зависят от твердости материала. Легированные инструментальные марки металла нельзя перегревать свыше 1000 градусов, мягкие — более 1300. Недостаточный нагрев также не способствует нормальной кузнечной обработке: во-первых, это затрудняет ковку стали, а во-вторых, в структуре изделия могут образовываться трещины и разрывы.
Обязательно перед нагревом заготовки до температуры ковки металл предварительно нужно разогреть до показателя в 300 градусов.

До изобретения сварочных аппаратов кузнечным способом проводили и соединение металлических частей. Это делалось за счет сильного разогрева крепящихся концов заготовки и их последующего сдавливания ударами молота. Кузнечные сварные соединения использовались практически для любого доступного металла: меди, бронзы, серебра и железа.

Ковка в промышленных условиях

Несмотря на развитие современных технологий, ковка металла остается одним из основных технологических приемов получения различных изделий. Кузнечным способом изготавливают различную продукцию. Усовершенствование такой обработки привело к массовому производству путем штампования по стандартной форме.

Значительно упростило изготовление кованых изделий появление машин, способных обрабатывать большие по весу и габаритам заготовки.

Пример работы в промышленных условиях можно посмотреть в предоставленном видео:

Несмотря на упадок и появление машинной штамповки, кузнечное дело не теряет своей популярности. Особенно пользуются спросом изделия художественной ковки.

А что Вы думаете по поводу материала этой статьи? Если у Вас есть опыт кузнечных работ и изготовления вещей путем ковки поделитесь им в блоке обсуждения к этой статье.

Ковка своими руками — пошаговые советы для начинающих

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки

Кузнечное ремесло — один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?

Этапы ковки и приемы

Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.

Нагрев заготовки.
Ковка.
Стабилизация металла.
Закалка (по надобности).

Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.

При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.

Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача — не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.

Закалка металла в масле

Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке — не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.

Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?

Нагревание заготовки перед ковкой

Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, те

Художественная ковка — обзор технологии и оборудования

Что такое художественная ковка, какие изделия ее характеризуют и на каком оборудовании изготавливаются элементы — об этом в нашем материале.

На протяжении сотен лет изделия, выполненные технологией художественной ковки, имели спрос и были показателем статуса хозяина дома. Витиеватые узоры и орнаменты, сделанные кузнечным способом, украшали царские палаты и купеческие дома.

Что такое художественная ковка

Первые находки, которые можно отнести к изделиям художественной ковки, датируются 2-3 тысячелетием до нашей эры, то есть технология изготовления элементов декора кузнецами использовалась еще задолго до появления стали и железа. В течение веков искусство только совершенствовалось, появились новые материалы и инструменты, вплоть до нашего времени с индустриальным оборудованием и точными приборами.

Пример художественной ковки: шлем, конец 12-начало 13 веков.

Это технология, с помощью которой производят изящные изделия как бытового назначения, так и для декора.

Продукция может быть различной, элементы художественной ковки украшают входные двери, ворота или калитки, детали мебели или светильники и многие другие вещи.

Главная черта, которую имеет такая ковка металла, это наличие определенных изображений и орнаментов: ветвей деревьев и цветов, животных и птиц и других узоров, простых и сложных.

Такие изделия ценились всегда, кованные изящные вещи были признаком достатка и определенного статуса. И даже сегодня в наш век современных машинных технологий ничего не изменилось, так как тонкая ручная работа стоит очень дорого и доступна определенному классу людей.

Она подчеркивает индивидуальность и вкус собственника, а также может стилизовать жилье под определенную временную эпоху.

Технологии и приемы

Художественная обработка металла объединяет в себе горячую и холодную ковку. Причем как ручную, так и машинную. Вследствие этого многие технологии ничем не отличаются от обычных кузнечных способов обработки металла.

Изготовление таких изделий начинается с разогрева заготовки в горне до ковочной температуры с дальнейшей обработкой молотом.

Производя элементы художественной ковки, мастер выполняет те же кузнечные операции: высадку, протяжку, раскатку, осадку, гибку, прошивку и прочие. Для изготовления некоторых деталей может применяться холодный способ металлообработки: изгибание и прессование, создание отдельных комплектующих (волюты, завитков, спиралей).

Как и в любом слесарном деле, кузнец использует и такие приемы, как сверление, шлифовка или сглаживание.

Но есть и своя отдельная черта — это создание изображений с орнаментами путем чеканки, травления.

Все вышеперечисленные операции можно объединить в три отдельные группы:

Термообработки материалов.
Ковки.
Сборки.
Декорирования.

Термообработка

Это все операции, которые включают разогрев металла с дальнейшей обработкой прессованием для изменения формы и его внутренней структуры. Также в эту группу включают охлаждение, отжиг, отпуск и закалка.

Нагревание осуществляется в горне (тип зависит от конкретной мастерской) или индукционной печи. Время нагрева может быть разным, смотря какое топливо используется для очага.

Важным фактором термообработки является дополнительные процесс отпуска или закалки металла, которые позволяют получить более мягкое или прочное изделие.

Ковка

Это, собственно, сам процесс создания отдельных элементов изделия. При горячей ручной обработке используют основные кузнечные операции, формируя при этом изделие.

Основные приемы художественной ковки

При горячей обработке применяют:

Высадку.
Протяжку.
Округление.
Продевание.
Оформление уступов.
Гибку.

Высадка

Это кузнечный прием, с помощью которого создают утолщения на заготовке. В художественной обработке эти выступы могут быть использованы для создания различных элементов (лепестков, листьев).

Протяжка

Протягивая металл, удлиняют первоначальную заготовку и уменьшают ее сечение. Процесс проводят путем обжимки по всей протяженности. С помощью протяжки можно получить необходимую длину заготовки, а также упрочнить металл.

Округление

Если изначальная заготовка имеет другие виды сечения (квадрат), то можно придать ей округлую форму. Для этого деталь укладывают на наковальне одним ребром, нанося удары молотом по противоположному. Таким образом получают восьмигранник, а потом, скругляя остальные грани, образовывают круглое сечение.

Продевание

Ручная ковка довольно часто производит изделия из прутков, сплетенных или продетых один через другой. Для этого и используют такой технологический прием, как продевание. Изначально на поверхности разогретого прутка зубилом прошивают отверстие. Ему придается нужная форма, с дальнейшим продеванием второго прутка или подобного элемента.

Оформление уступов

Чаще всего уступы выполняют не декоративную, а практичную функцию. Их оформляют на концах заготовки, например, для дальнейшей сборки конструкции или крепления другого декоративного элемента.

Металлическую деталь укладывают на наковальню и ударами молота плющат конец, формируя требуемую конфигурацию.

Гибка

Этот прием применяется как в горячей, так и холодной металлообработке. С его помощью изготавливают множество декоративных элементов: спирали, завитки, волюту. Гибкой формируют другие изделия. В горячей ковке чаще всего орудуют специальной вилкой или оковывают металл на оправке.

Многие детали намного проще изготовить, используя оборудование для холодной обработки, особенно это ускоряет процесс при массовом производстве одинаковых элементов.

Часто в художественной ковке металла используют и другие технологические приемы: пробивку отверстий или кручение.Хотя сегодня часто пробивку (прошивку) отверстий заменяют обычным сверлением, а кручение проще выполнить холодным способом на соответствующем оборудовании.

Инструменты

Современная ковка использует как ручные инструменты (ручники, клещи, зубила и прочие), так и станки. Например, сегодня часто используются пневматические молоты или шлифовальные верстаки.

Для часто повторяющихся изделий применяют готовые штампы или штамповальные установки. Однако эксклюзивные поковки изготавливаются вручную по старинке — на наковальне молотом.

Многие элементы художественной ковки выполняются холодным способом, особенно различные детали оград, решеток или перил.

Холодная металлообработка включает в себя такие приемы, как гибка и прессование на ручном или механизированном оборудовании.

Включает в себя художественная ковка и литье. Многие отдельные элементы изготавливают не кузнечным способом, а заливкой расплавленного металла в форму с дальнейшей его доводкой. Сочетание кованых и литых деталей придает объем готовой поделке.

Сборка

Полноценные изделия художественной ковки в большинстве случаев собираются из отдельных деталей.

Раньше для этого применяли один способ — кузнечную сварку металла. Сегодня все намного упрощено с развитием специального оборудования.

Если осуществляется ручная обработка, то применяют сборку на хомутах или клепках.

Но самым распространенным и простым способом является газовая или электросварка. Причем технология позволяет соединять между собой даже трудно свариваемые разные виды металлов.

Декор

Финишный этап, которым завершается декоративная ковка изделия.

Декорирование включает в себя следующие приемы и операции:

Доводка и подгонка.
Шлифовка и полировка.
Грунтование и покраска.

После сборки изделие проверяется на прочность и точность (особенно важно соблюдение размеров, например, на оконных решетках).

Важным пунктом является устранение деформаций, полученных при сварочной сборке (рихтовка). Если требуется, то некоторые детали могут быть доведены режущими и шлифовальными инструментами. Также готовятся посадочные точки для креплений (если это предусмотрено конструкцией).

Обязательно все поверхности шлифуются до идеально ровного состояния. Важно выровнять неровности и обязательно зачистить места соединений (особенно сварочные швы).

Полировку проводят, если это необходимо.

Окончательная покраска — это самый простой способ финишной отделки изделия. Часто в художественной ковке применяют такие способы, как золочение или воронение (зависит от изделия).

Один из вариантов финишного декорирования показан в предоставленном видео:

Иногда может применяться и ювелирное декорирование, когда на изделие могут наноситься драгоценные металлы и даже вправляться ценные камни.

Только по окончанию всех этих процессов изделие будет завершенным.

А что вы можете добавить к материалу этой статьи? Если у Вас есть в наличии опыт по художественной металлообработке, то поделитесь им в комментариях. Примите участие в обсуждениях и оставьте свои замечания, руководствуясь наработанной личной практикой по изготовлению изделий методом художественной ковки металлов.

§ 4. ТЕХНОЛОГИЯ КОВКИ | АРТконсервация

Технологическая обработка металла ковкой включает в себя разнообразие приемов, методов, которые продиктованы характером материала и теми задачами, стоящими перед художником-кузнецом. В процессе- ковки мастер применяет разнообразные приемы, используя разные инструменты, чередуя их в различных комбинациях и последовательности.

В основном все приемы можно свести к следующим основным операциям: осадка, вытяжка, рубка, разрубка, пробивка отверстий, гибка, закручивание, насекание рисунка, набивка рельефа.

Осадка. Это операция, которая применяется для увеличения поперечного сечения какой-то части заготовки за счет ее длины (высоты).

Осадка может быть полной и местной. При полной осадке деформируется весь металл. При местной осадке деформируется только часть металла. Соответственно этому и делается нагрев — полный или местный.

Осадка применяется в следующих случаях.

1. Для получения отдельных утолщений на поковке (осадкой концов или середины) при ковке декоративных элементов, имеющих переменное сечение. Например, растительные орнаментальные мотивы (утолщенные узлы на стебле, плоды, ягоды и т. д.). После осадки поковка дополнительно обрабатывается обжимками, подбойками.

2. Как предварительная операция перед загибанием под углом для восполнения недостающего металла для образования угла.

При осадке поковку нагревают, ставят вертикально на наковальню и бьют ручником или кувалдой по верхнему концу. Длина поковки не должна превосходить диаметр больше чем в 2—2,5 раза, иначе произойдет изгибание. Если длина заготовки не позволяет наносить удары молот-

ком, то осадка производится ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно соблюдать следующие условия: концы заготовки должны быть срублены под углом 90°, заготовка должна быть прямой.

Если требуется осадить заготовку на малом участке с большой разницей в сечении, нагретую заготовку опускают в холодную воду, исключая участок, подлежащий осадке. Эта операция должна производиться быстро, заготовку нельзя передерживать в воде, необходимо следить за нагретым концом. Такой прием применяется при изготовлении головок болтов или больших строительных гвоздей.

Некоторые кузнецы осадку концов заготовки производят так: нагретый конец загибают под углом 90° и, перевернув, ударяют по загнутому торцу металла. Трудность этого приема заключается в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Хорошо этот прием использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно производить в тисках: нагретую заготовку закрепляют в тиски так, чтобы над губками возвышалась та часть металла, которую требуется осадить. Высота осаживаемой части должна быть в 2,5 раза больше сечения заготовки. Эту операцию необходимо производить быстро, потому что при зажатии в тиски нагретый металл быстро остывает от соприкосновения с губками. Быстро закрепив заготовку, ручником осаживают.

При осаживании концов заготовок большого сечения обычно бывает, что сила губок тисков недостаточна и при ударе заготовка скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, в ней делаются плечики.

70. Приемы осадки: а — осадка в тисках; 6 — осадка на наковальне; в — осадка конца для образования головок; г — образование запаса металла для гибки под углом

При работе с поковками большой длины бывают случаи, когда надо производить осадку в середине заготовки. Все перечисленные приемы в этом случае неприемлемы (в частности, нельзя производить осадку ударами самого предмета о наковальню). В этом случае в зоне осадки заготовку выгибают в форме буквы Z и сверху по изгибу ударяют ручником; после осадки заготовку выправляют.

Кроме перечисленных приемов существуют и другие с использованием приспособлений. Некоторые приемы осадок изображены на рис. 70.

Вытяжка. Эта операция применяется для увеличения длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Нагретую заготовку кладут на наковальню и ударами молота вытягивают. Боек молотка имеет поверхность не гладкую, а выпуклую, и, когда происходит удар, металл как бы выдавливается во все стороны и по длине, и по ширине заготовки.

Повернув заготовку на 90°, ударяют по выпуклости, которая получилась в результате первого удара. Так, периодически поворачивая и передвигая заготовку, ее вытягивают.

Таким образом, главное состоит в том, чтобы в процессе вытяжки в сечении всегда должен быть квадрат.

Для ускорения вытяжки ковку можно вести на роге наковальни; в этом случае металл будет тянуться (течь) между двух выпуклостей, что способствует более быстрому увеличению длины заготовки.

Другой вариант вытяжки —с раскаткой, или разгонкой. Форма раскатки чаще всего полукруглая. От расположения раскатки на поковке (вдоль или поперек) зависит направление вытяжки.

71. Вытяжка: а — последовательность вытяжки; б — вытяжка с кантовкой на 90°; в-вытяжка на роге наковальни; г — вытяжка с раскаткой

Вытяжка на конце применяется при изготовлении гвоздей, светцов, пробоев, жиковин и других изделий.

Нагретую заготовку начинают вытягивать, немного отступая от конца, и в процессе вытяжки подают на себя. Во время работы нужно следить, чтобы квадрат, который получился в процессе ковки, сходил на конец поковки. Это достигается силой и характером ударов. Заканчивать вытяжку нужно легкими ударами. На рис. 71, а—г показаны приемы вытяжки.

Рубка — операция, посредством которой поковку разделяют на части. Для этого заготовку нагревают до темно-красного каления, кладут на наковальню и, наставив кузнечное зубило, прорубают на три четверти ее толщины; перевернув заготовку, вновь наставляют зубило и отрубают сильными ударами. При работе кузнечными зубилами по горячему необходимо при рубке толстых заготовок периодически охлаждать зубило, так как при долгом соприкосновении с нагретым металлом лезвие зубила отпускается. Перед тем как вновь наставить зубило на заготовку, необходимо легким постукиванием о стул наковальни сбить капли воды с зубила.

При работе на лице наковальни зубилами и другими режущими инструментами без подкладки нужно быть особенно внимательным и осторожным и следить, чтобы заготовка не прорубалась. Это может испортить лицо наковальни.

Разрубка (прорубка) — операция, в результате которой заготовка только надрубается. Этот прием широко применяется в художественной ковке. Надрубленные участки отгибаются, вытягиваются, они претерпевают различные виды ковки, после чего превращаются в цветы, завитки или листья. Особенно широко этот прием применяется при изготовлении жиковин, светцов и т. п. (рис. 72).

При разрубке заготовку разрубают с одной стороны (лицевой). Первые удары делают легкими; ими только надрубают канавку. Нагрев должен быть слабым —это позволяет не торопиться и спокойно раскроить металл. После раскроя материал нагревают и сильными ударами разрубают. Зубило в процессе рубки только в момент удара ставят в направляющий желоб. Удары молотом должны быть редкие, но сильные. Молотобоец должен производить удар в тот момент, когда убедится в правильности установки зубила.

Обрубка (обсечка) — отделение части металла по наружному контуру.

Применяется при ковке декоративных изделий сложной формы: накладок, жиковин и т. д., т. е. там, где необходимо обрубить деталь по контуру.

Вырубка —операция, аналогичная обрубке. Применяется для вырубки металла по внутреннему контуру.

Операции обрубки и вырубки аналогичны просечке, с той только разницей, что просечка выполняется по более тонкому листу ручными зубилами и в холодном состоянии.

Зубила применяются разного профиля: полукруглые, прямые, угольные и др.

72. Жиковина, изготовленная методом разрубки

73. Старинные сечки для капусты

Если обрубка и вырубка производятся на наковальне с железной подкладкой, то просечка —на торце дерева.

На рис. 73 показаны изделия, выполненные обрубкой и вырубкой.

Пробивка отверстий. Отверстия в поковках получают с помощью пробивки. Эти операции производятся при высоких температурах. На место, подлежащее пробивке, устанавливают пробойник (бородок) и наносят удары достаточно сильные, чтобы бородок погрузился на три четверти толщины металла.

Место будущего отверстия должно находиться над круглым отверстием наковальни; если оно по величине мало, то используют квадратное отверстие. В результате первых ударов в нижние части поковки под бородком происходит выпучивание. Не вынимая бородка, сдвигают заготовку на лицо наковальни и делают легкий удар по бородку —на выпуклости появится точное очертание места, куда следует поставить бородок второй раз. После извлечения бородка заготовку переворачивают и бородок, остуженный в воде, ставят на выпуклость над отверстием, сделанным при первых ударах. Очень важно при этом, чтобы рабочая часть бородка была конусообразной и заканчивалась небольшой площадкой. Бородок должен по диаметру быть немного меньше требуемого отверстия. Затем в полученное отверстие вставляют оправку с диаметром, равным требуемому размеру отверстия.

В результате такой пробивки вырубленный участок металла называется выдрой. Если необходимо соединить взаимно пересекающиеся заготовки одинакового сечения, то отверстие разрубают и с помощью бородка разгоняют. Этим приемом пользовались старые мастера при изготовлении оконных решеток.

При получении отверстий квадратного сечения или другого в круглое отверстие, предварительно нагретое, вставляют оправку нужного профиля.

Для того чтобы получить отверстие в заготовке квадратного сечения, идущие через грань, пользуются нижником подкладки, которая удерживает квадрат при ударе на ребро (грани).

Если необходимо сделать отверстие в заготовке круглого сечения, стенки которой’ должны быть равны половине толщины, необходимо легким ударом ручника в нагретом состоянии сделать плоскость, на которую ставится зубило. Это позволяет заготовку разрубить точно посредине. Этот же способ применяется и для пробивания отверстий через грань.

При пробивании отверстий, больших по диаметру, чем все имеющиеся оправки, пользуются рогом наковальни. Для этого заготовку разрубают, разводят наибольшей оправкой, надевают в нагретом состоянии на рог и ручником проковывают.

Как видно из описанного, при изготовлении отверстий также используют и зубило (секач), которое должно иметь лезвие не прямое, а выгнутое, на гранях идущих от отверстия к лезвию, фаски. На рис. 74, а, б показаны приемы пробивки отверстия.

Гибка — кузнечная операция, при которой поковке придается изогнутая форма по заданному контуру. При гибке толстых заготовок происходит искажение первоначальной формы и размеров поперечного сечения в зоне изгиба (при гибке тонких заготовок этим явлением можно пренебречь). Чтобы устранить искажение формы и утяжку, необходимо до гибки произвести осадку того участка, где предполагается согнуть заготовку. Явление утяжки проявляется тем сильнее, чем больше угол загиба и чем меньше радиус скругления. Утяжку нельзя устранить правкой, но искажение формы поперечного сечения (овальность) легко исправить правкой и проглаживанием.

Гибка имеет следующие разновидности.

Гибка под углом —производится на ребре наковальни с предварительным нагревом только участка гибки. Нагретую заготовку устанавливают так, чтобы будущее ребро сгиба на заготовке совпадало с передним ребром наковальни, и прижимают сверху кувалдой. Ручником ударяют не по концу заготовки, а ближе к ребру наковальни.

Если необходимо заготовку согнуть без радиуса сгиба (под углом 90°), используют вилку. С помощью вилки заготовку подготавливают под гибку (см. рис. 75, г), после этого на ребре наковальни с помощью ручника и гладилки выправляют угол.

Гибка под углом 90° без радиуса скругления (в тисках). Нагретую заготовку сгибают на ребре наковальни, зажимают в тиски и ударяют в торец металла. В зоне загиба происходит осадка металла (утолщение), запас которого необходим для выправления угла.

Если длинную полосу или пруток необходимо согнуть несколько раз (причем места сгибов расположены близко друг к другу), гибку производят на шпераках с рогом подходящей формы.

Если необходимо гнуть заготовки под любым углом, то применяют нижник, который изготовляют в процессе работы. Нагретую заготовку кладут на нижник, сверху перпендикулярно ей — пластину, равную по ширине детали, которую нужно обогнуть, и сильным ударом кувалды продавливают (изгибают) в нижник.

За неимением нижника можно воспользоваться вилкой, которую также можно согнуть во время работы над изделием.

Иногда после изгибания в вилке поковку выправляют с помощью гладилки или на квадратном роге наковальни.

Гибка по дуге — операция, которая производится на роге наковальни или соответствующих по дуге шпераках. Сложные профили гнут на оправках, шаблонах и гибочной плите.

74. Пробивка отверстий: а — бородком; б — зубилом

Гибку по шаблону делают тогда, когда в изделии один и тот же элемент повторяется много раз. Из достаточно толстого полосового металла выгибают шаблон будущего элемента. Его закрепляют одним концом в тиски или он может быть смонтирован на подкладку и нагретой заготовкой огибают. Особенность заключается в том, что при изготовлении шаблона нужно быть внимательным и изготовлять его с большой тщательностью, потому что будущие элементы изделия будут копировать шаблон.

Гибка на конусе. При изготовлении декоративного элемента — конусной спирали — применяется инструмент — конус, который представляет собой коническую оправку, сечение которой и обусловливает внутреннее сечение будущей спирали.

Нагретый прут металла закрепляют вместе с оправкой в тиски и огибают до вершины оправки. Витки нужно класть один к одному. Окончание прутка, которое служит вершиной спирали, претерпевает различные изменения. Если сечение прутка достаточно тонкое, то работу проводят в холодном состоянии. В этом случае железо отпускают.

Гибку без конуса применяют при изготовлении спирали, которую можно гнуть без оправки — как бы саму на себя.

Конец прутка загибают на угол 90° В нагретом состоянии закрепляют в тисках и огибают на себя.

При достаточном количестве витков спираль нагревают и за конец, который является вершиной будущей конусной спирали, вытягивают.

При изготовлении различного рода декоративных элементов нужно быть особенно внимательным при их завершении: от качества исполнения их зависит не только данный элемент, но и все изделие в целом. На рис. 75, а—д показаны приемы гибки и некоторые элементы завершений.

Закручивание. Сущность этой операции заключается в том, что одну часть поковки поворачивают по отношению к другой вокруг общей оси.

Различаются два варианта.

1. Часть заготовки поворачивается на угол до 180°

Например, отдельные элементы декоративных изделий (листья, цветы) изгибают (поворачивают) для большей пластической выразительности.

Закручивание на 180° производится на шпераке на роге наковальни с помощью ручника; более мелкие элементы — круглогубцами.

2. Скручивание осуществляется многократно на угол 360°. Этот прием использован при изготовлении кованых решеток оконных проемов. На рисунке показана решетка палат Меньшиковых в Пскове (рис. 76).

Скручивание тонких заготовок производят два кузнеца. Захватив заготовку клещами, они вращают ее в двух противоположных направлениях одновременно. Скручивание более толстых поковок производят посредством воротка, при этом другой конец заготовки зажимают в тиски. Широкие полосы удобно захватывать с помощью вилки. Наиболее красивые декоративные элементы, богатые светотенью, получают из двух круглых прутков, туго свитых между собой. При скручивании и свивании заготовка должна быть нагрета до ярко-красного каления; при более низкой температуре скручивание требует больших усилий, а в металле могут возникнуть трещины.

Отделка (выглаживание). К этой операции приступают после того, как основная форма изделия уже откована. Цель операции: придать законченный вид поковке. После молотка всегда остаются следы — волнистость. Кроме того, изделие из-под молотка (особенно со следами кувалды) имеет неряшливый и незаконченный вид. Выглаживание и окончательная отделка заключаются в выравнивании поверхности с помощью гладилок различных форм. Выглаживание ведут при темно-красном нагреве заготовки, перемещая гладилку по поверхности изделия и ударяя по ней кувалдой.

Иногда выглаживают только отдельные участки рельефа. Например, только его наиболее выступающие части, а углубление составляют «из-под молотка». Это придает своеобразную живописность изделию.

75. Приемы гибки: а — на конусе; б — в тисках; в — по шаблону; г — с помощью вилки; д — на нижнике

Операция выглаживания играет большую роль в художественной ковке, она придает изделию законченный вид.

Насекание рисунка. Эта операция, как и предыдущие, относится к отделочным, заключительным видам ковки.

С помощью зубила в холодном или горячем состоянии можно воспроизвести на поверхности изделия различные штрихи, насечки или более сложные узоры, включая изобразительные элементы и шрифтовые надписи. Насекание производят на поверхностях, более или менее плоских и хорошо видных на готовом изделии.

Набивка рельефа и фактуры. Эта операция также относится к отделке готового изделия и выполняется с целью обогащения его фактуры путем создания дополнительных рельефных выступов или канавок и углублений, например жилок на листьях и лепестках, канелюр на колоннах и т. п. Работу выполняют специальными подбойками или пуансонами.

Первоисточник:

Техника художественной эмали, чеканки и ковки. А. В. Флеров, М. Т. Демина, А. Н. Елизаров, Ю. А. Шеманов — М., 1986.

Художественная ковка: технологии, приемы, оборудование

Согласно технической терминологии, художественная ковка — метод обработки металлов, при котором достижение необходимых форм и размеров производится с помощью деформации. Под этим определением скрывается одна из древнейших технологий, позволившая человеку сделать огромный шаг в истории и не потерявшая своего значения и сегодня. Ковка активно применяется в металлургии и машиностроения.

Роза ручной работы