Технология ковки метала

Технологическая обработка металла ковкой включает в себя все возможные приемы, методы, продиктованные характером материала и задачами, стоящими перед художником-кузнецом. В процессе ковки мастер применяет разнообразные приемы, используя разные инструменты, чередуя их в различных комбинациях и последовательности.

Осадка метала

Эта операция применяется для увеличения поперечного сечения какой-то части заготовки за счет ее длины (высоты) и может быть полной и местной. При полной осадке деформируется весь металл, при местной — только его часть. Соответственно этому делают полный или местный нагрев. 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 поковку дополнительно обрабатывают обжимками, подбойками. 2. Как предварительная операция перед загибанием 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 превышать диаметр больше чем в 2-2,5 раза, иначе произойдет изгибание. Если длина заготовки не позволяет наносить удары молотком, то осадку производят ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно, чтобы заготовка была прямой, а ее концы срублены под углом 90°. Если требуется осадить заготовку на малом участке с большой разницей в сечении, нагретую заготовку опускают в холодную воду, исключая участок, подлежащий осадке. Эту операцию нужно производить быстро и не передерживать заготовку в воде, необходимо также следить за нагретым концом. Такой прием применяют 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 данного приема заключается в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Этот прием хорошо использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно производить в тисках: нагретую заготовку закрепляют 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 моментально остывает от соприкосновения с губками. Быстро закрепив заготовку, ее осаживают ручником. При осаживании концов заготовок большого сечения обычно бывает, что сила губок недостаточна и при ударе заготовка скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, на ней делаются плечики. При работе с поковками большой длины бывает, что надо произвести осадку в середине заготовки. Все перечисленные приемы в таком случае неприемлемы (в частности, нельзя производить осадку ударами самого предмета о наковальню). Тогда в зоне осадки заготовку выгибают в форме цифры 2 и сверху по изгибу ударяют ручником; после осадки заготовку выправляют. Кроме перечисленных приемов существуют и другие с использованием различных приспособлений.

Вытяжка метала

Эту операцию применяют для увеличения длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Нагретую заготовку кладут на наковальню и ударами молота вытягивают. Боек молотка имеет не гладкую поверхность, 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. Главное состоит в том, чтобы в процессе вытяжки в сечении всегда получался 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. Вытяжку на конце применяют 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.

Рубка метала

Посредством рубки 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 при рубке толстых заготовок необходимо периодически охлаждать зубило, так как при долгом соприкосновении с нагретым металлом его лезвие отпускается. Перед тем как вновь наставить зубило на заготовку, нужно легким постукиванием о стул наковальни сбить капли воды. 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 отгибают, вытягивают, 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. При разрубке заготовку разрубают с одной (лицевой) стороны. 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 редкими, но сильными. Молотобоец должен производить удар только после того, как убедится в правильности установки зубила.

Обрубка (обсечка) — отделение части металла по наружному контуру. Применяется при ковке декоративных изделий сложной формы: накладок, жиковин и прочих, т.е. в том случае, когда 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 просечку выполняют по более тонкому листу ручными зубилами и в холодном состоянии.

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

Если обрубку и вырубку производят на наковальне с железной подкладкой, то просечку — на торце дерева. Пробивка отверстий. Отверстия в поковках получают с помощью пробивки. Эту операцию производят при высоких температурах. На место, подлежащее пробивке, устанавливают пробойник (бородок) и наносят достаточно сильные удары так, 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 нижней части поковки под бородком происходит выпучивание. Не вынимая бородка, заготовку сдвигают 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, охлажденный 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 быть по диаметру немного меньше требуемого отверстия. Затем в полученное отверстие вставляют оправку с диаметром, равным требуемому размеру отверстия. Полученный 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. Таким приемом пользовались старые мастера при изготовлении оконных решеток. При получении отверстий квадратного или другого сечения в круглое отверстие, предварительно нагретое, вставляют оправку нужного профиля. Для того чтобы получить отверстие в заготовке квадратного сечения, идущее через грань, пользуются нижником подкладки, который удерживает квадрат при ударе на ребро (грани). Если необходимо сделать отверстие в заготовке круглого сечения со стенками, равными половине толщины, необходимо легким ударом ручника в нагретом состоянии сделать плоскость, на которую ставится зубило, что позволит разрубить заготовку точно посередине. 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. При изготовлении отверстий также используют и зубило (секач), которое должно иметь не прямое лезвие, а выгнутое на гранях, идущих от отверстия к лезвию фаски.