Обработка металлов ковкой – ГОСТ 18970-84 Обработка металлов давлением. Операция ковки и штамповки. Термины и определения (с Изменением N 1), ГОСТ от 12 апреля 1984 года №18970-84

Содержание

Способы обработки металлов при помощи ковки

Способы обработки металлов при помощи ковки

Начнем с дефиниций. Ковка – это способ обработки металла с целью его изменить. Это не , хотя металл обрабатывается в основном с помощью высокой температуры.

Ковка – это нагревание металла до его ковочной температуры, чтобы он стал пластичным для придания заготовкам новых форм. У каждого металла свои характеристики, которые включают в себя уровень ковочной температуры.

Алюминий и его сплавы поддаются ковке при температуре 400°С, медь – при 1000°С, а для ковки железа придется подогреть его до 1250°С.

Разновидности обработки

стулья кованыеВиды ковки следующие:

  • С помощью пневматического, гидравлического, парового типа;
  • Ручная, при которой воздействие на металл прямое, молотом или кувалдой.
  • , в которой деталь во время воздействия на него принимает форму штампа.

Поковка – это продукты, получаемые в результате ковки, в том числе полуфабрикаты.

Свободная ковка – это альтернатива штамповке: деталь деформируется свободно, без помещения ее в форму штампа. Дополнительно этот способ используется для повышения качества и структуры вещества, тогда это называется проковкой.

После проковки сплав значительно меняется в лучшую сторону, он становится прочнее и более мелкозернистым за счет разрушения крупных кристаллов.

Машинная ковка – это деформация сплавов с помощью автоматических молотов или гидравлических прессов, которые падают с колоссальным весом вплоть до 5-ти тонн. Вес поковок после машинной ковки могут достигать 100 тонн и даже больше.

Здесь не обойтись без мощных подъемных кранов и специальных манипуляторов разного калибра. Данный способ обработки – самый экономичный из всех существующих. Если говорить о массовом промышленном производстве, то первое место по популярности у штамповки.

Свободная ковка – удел единичного или мелкосерийного кузнечного производства.

Ковочные операции и инструменты

кровать кованаяТаких операций много, это некоторые виды ковки металла, названия говорят сами за себя:

  • осадка;
  • прошивка;
  • протяжка;
  • обкатка;
  • раскатка и пр.

Вот чем должен запастись уважающий себя мастер кузнечного дела перед работой:

  • молот или кувалда;
  • наковальня;
  • горн или печь;
  • ручные и механические молоты небольшого размера;
  • клещи для захвата раскаленных кусков металла
  • «державка» – стержень с лапами для захвата болванки.

Физика процесса

Рассмотрим подробнее обработку при помощи ковки.

Нагрев заготовки

кованый мангалСудьбоносный этап: как нагреете, так процесс ковки пойдет дальше. Берется металлическая заготовка, которую необходимо нагреть. Делается это в горнах или нагревательных печах – это зависит от размера заготовки.

Первым делом разогревают печь, критерий готовности – темно-красный цвет. Следующий этап – размещение заготовки в раскаленной печи. Заготовка обязательно должна быть горячей, в противном случае вы получите трещины во внутренних слоях сплава.

Температура предварительного подогрева будет вполне достаточна на уровне 300°С: проверить можно по появившемуся дыму и легкому зажиганию масла на поверхности детали.

Когда детали или несколько деталей внутри печи, нагрев постепенно нагнетают до необходимого уровня. Зависимость здесь прямая: чем выше температура, тем мягче и пластичнее деталь. Но и перегревать заготовки категорически нельзя.

Чем выше нагрев стали, чем выше риск образования отдельных кристаллов со слабыми связями, что делает сплав после ковки хрупким, с надрывами и трещинами. Такое нежелательное явление называется перегревом стали.

Для ковки не подходит и недостаточная высокая температура. С недогретыми заготовками практически невозможно работать. Да и в этом случае внутри металла происходят надрывы и трещины.

Важно понимать, что для эффективной и качественной ковки важны две вещи в равной степени: правильный уровень температуры и постепенность нагревания.

Обжим металлической заготовки

Это только кажется, что металл – вещество однородное и плотное. На самом деле внутри можно найти различные пустоты и так называемые раковины. Поэтому заготовку, вынутую из печи нужно немедленно уплотнить: от середины к концам бьют по ней молотком.

Действия, производимые молотом, делятся на два этапа: подготовку и окончательную отделку.

Подготовка

Главное в подготовке – «привести в порядок» сплав заготовки: уплотнить его и придать «в черновую» нужную форму и размеры. Этап подготовки тоже подразделяется на виды с точки зрения формы: цилиндры сплошные или пустотелые, плоские вещи, кольца, вытягивание и т.д.

Способ ковки на этом этапе также может различаться, названия у них такие же смешные.

У подготовки сплошных цилиндров свои правила с четкой последовательностью шагов. Она производится на нижнем бойке наковальни. Заготовку бьют молотком, и после каждых нескольких ударов поворачивают по оси ровно на 1/8 оборота.

В итоге должен образоваться восьмигранник. Его обжимают снова – удары молотком с поворотом на 1/8, после чего формируется уже форма с шестнадцатью гранями. Дальше все проходит по такому же сценарию, чтобы получить цилиндр со значительно уменьшенным диаметром.

Заготовка становится длиннее, металл перемещается по оси. Такая обработка называется вытягиванием.

Во время работы нужно следить за состоянием металла. Если, например, на поверхности обнаружатся трещины, ковку нужно остановить, а трещины вырубить с помощью кузнечного зубила.

Примеры свободной ковки — 10 фото.

Если металлическая деталь для ковки слишком больших размеров, обработку делают в два этапа: сначала обжимают и подготавливают нижнюю часть, затем греют и обрабатывают оставшуюся часть.

Финиш данного этапа –это «отрубка прибыли», которая заключается в удалении верхней «прибыльной» части заготовки из-за содержания в ней пустот.

Для формирования детали в виде кольца кусок заготовки нужно всего ничего: обжать, вытянуть, очистить от окалины, отрубить прибыль и… разрубить на куски. Эти куски хорошенько греем второй раз и занимаемся чудесным делом – формируем из них лепешки.

Отверстия в этих лепешках пробивают с двух сторон, чтобы получились уже реальные кольца. Дальше производится обработка под названием «разводка» в специальной наковальне стойчатого вида.

Одна из самых распространенных форм заготовок – это детали с прямоугольным поперечным сечением. Их ковка проводится по своим правилам. Во-первых, работать нужно на специальных плоских наковальнях. Сначала делают обжим, а затем их сплющивают «наплоско».

Следующий этап – поворот заготовки по оси на 90°С и сплющивание «на ребро». Под ударами и сплющиванием деталь становится длиннее по оси.

Для того, чтобы она не превратилась в тонкую ленту, одновременно производят «раскатку» для расширения размеров, а все образующиеся неровности выглаживаются с помощью молотка. Таким образом куются плиты из брони.

Вариантов заготовок по форме и природе металла огромное количество. Так же много и способов ковки. Нужно уметь выбирать самый оптимальный из них, планировать последовательность операций свободной ковки.

От правильности такого выбора будет зависеть качество ковки и расход ресурсов в виде энергии на неоднократные нагревы и другие расходные материалы.

Окончательная отделка

В результате этапа обработки у заготовки вид совсем нетоварный – это больше похоже на металлический черновик. Она неровная, с грубой поверхностью и не всегда совпадает с нужными размерами. Приведение ее в полный порядок – содержание данного этапа ковки.

Деталь чистят зубилом для удаления трещин и волосовин. Затем проходятся по всей поверхности молотком. Следующий шаг – проверка специальными линейками размеров и неровностей с выправлением любых несоответствий.

кресла кованыеСуществуют специальные гладилки и штампы для финишной «полировки» металлических поверхностей. Все эти действия по выглаживанию производятся только при остывании деталей, которые находятся на стадии буро-красного каления. Поэтому они называются наклепкой или .

Следующее состояние металла заготовки – снижение его тягучести и общее отвердевание. Это чрезвычайно ответственный момент, так как на этом этапе существует риск образования трещин из-за малой подвижности металла как такового и нарушения связей между частицами после ковки.

Чем больше размеры произведенной металлической заготовки, тем сложнее проходит процесс остывания с различными проявлениями внутренних натяжений, которые могут вызвать нежелательную деформацию металла. Чтобы избежать таких неприятностей, деталь после ковки зарывают в горячий мусор.

Главное – успеть, пока она еще красного цвета. Такой способ годится при условии, что деталь не бог весть какая большая и сложная. Если же заготовка сложной конструкции, производят дополнительный отжиг – подогрев до уровня температуры примерно в 700°С с последующим медленным остыванием в печи с замазанными щелями.

В последнее время появились и используются все чаще гидравлические прессы, которые выполняют роль классического кузнечного молота. Они называются жомами или пресс-молотами.

С экономической точки зрения пресс-молот намного выгоднее молота: ковка происходит быстрее в несколько раз. Но и к нему нужно относиться с осторожностью, потому что появляется риск образования на поверхности складок или наплывов.

Одним словом, свободная ковка – это искусство компромисса, нужно знать основные операции ковки, чтобы определить способ, форму и вид применяемых инструментов. Для этого нужны опыт и мастерство. Дело того стоит.

tutsvarka.ru

Введение

Настоящие методические указания предназначены для обеспечения необходимого уровня теоретической и практической подготовки студентов средних и высших технических учебных заведений при изучении курса «Технологические процессы машиностроительного производства» (ТПМП) и, в частности, одного из способов обработки металлов давлением – свободной ковки.

В методических указаниях представлены способы обработки давлением, технологические особенности процесса свободной ковки, нагрев и горячее деформирование при ковке, характеристики оборудования для нагрева и машинной ковки, изложен алгоритм проектирования технологического процесса ковки в зависимости от материала, размеров, точности и качества изделий, производственных условий.

1.Свободная ковка – один из способов обработки давлением

1.1.Сущность обработки давлением

Обработка давлением является одним из основных способов обработки металлов. Сущность обработки давлением состоит в пластическом деформировании под действием внешних сил. Металлы, подвергающиеся обработке давлением должны обладать хорошей пластичностью. Пластичность – это способность твердого тела воспринимать остаточное (необратимое) изменение без разрушения. Пластичность металла зависит от его состава и структуры, температуры и скорости обработки, а также от схемы напряженного состояния металла.

Деформирующие силы, необходимые для осуществления пластического изменения металла, создаются специальными машинами, а управление течением металла осуществляется соответствующим инструментом.

Обработка металлов давлением производится с нагревом и без нагрева, в соответствии с чем различают горячую и холодную обработку давлением. Нагрев повышает пластические свойства металла и снижает величину деформирующих сил, облегчая обработку давлением.

Обработка давлением обеспечивает высокую производительность и экономию материала, улучшает свойства обрабатываемого металла.

1.2.Способы обработки давлением

В современном производстве применяют следующие виды обработки давлением.

Прокатка заключается в обжатии заготовки между вращающимися валками (рис.1,а).

Прессование заключается в продавливании заготовки 2, находящейся в замкнутой форме 3, через отверстие матрицы 1, форма которого соответствует поперечному сечению изделия (рис.1,б).

Волочение заключается в протягивании заготовки 1 через отверстие волочильного очка (рис.1,в).

Ковка применяется для изменения формы и размеров заготовки 1 за счет последовательного воздействия инструмента 2 (рис.1, г).

Штамповкой изменяют форму и размеры заготовки с помощью специализированного инструмента – штампа, который для каждой детали изготавливается индивидуально (рис.1, д,е).

Рис.1 Схемы основных способов обработки давлением:

а – прокатка; б – прессование; в – волочение; г – ковка; д – листовая штамповка; е – объемная штамповка.

1.3.Основные сведения о ковке

Процесс свободного течения металла под воздействием периодических ударов или статических воздействий инструмента называется свободной ковкой.

Свободной ковкой изготавливают детали массой от нескольких граммов до 250т и более и размерами от сантиметров до десятков метров. Свободная ковка разделяется на ручную и машинную. Ручная ковка как древнейший способ обработки металла под давлением сохранилась в настоящее время в мелких ремонтных мастерских для небольших поковок.

Пластическое деформирование при ковке осуществляется на отдельных участках разогретой заготовки. Металл свободно течет в направлениях, не ограничиваемых поверхностями инструмента.

В качестве исходного материала для ковки в основном используют литой металл ( многогранного, круглого и квадратного сечений для крупных заготовок), а также прокатанные заготовки для перековки на мелкие размеры (блюмы, сортовой прокат — квадратного, круглого и прямоугольного сечения).

Ковка и штамповка характеризуются большой неравномерностью деформации, величину которой оценивают коэффициентом укова: y= Fo/Fk =H/h > 1. При нескольких операциях ковки общий коэфффициент укова У= y1y2y3 …yn. Для устранения литой структуры коэффициент укова должен быть больше 2-5.(на практике эта величина достигает 20), для прокатанных заготовок — 1,1 – 1,5. Fo и Fk — площади поперечного сечения до и после деформации, H и h — высоты начальной и конечной поковок соответственно.

Поковки используют в качестве заготовок для дальнейшей механической обработки с целью получения готовых деталей машин.

studfile.net

оборудование для горячей ковки своими руками

Горячая ковка металла один из самых древних способов обработки металла. И надо отметить этот способ обработки металла не потерял актуальности до сих пор. Более того, можно смело утверждать, что горячая ковка переживает новое рождение.

Ручная горячая ковкаРучная горячая ковка Ручная горячая ковка

Причиной тому новое оборудование и методы обработки горячего металла, которые стали применять при работе с деталями.

Горячий метод ковки

Горячая ковка обеспечивает изготовление оригинальных и зачастую индивидуальных изделий. Металл необходимо разогреть до температуры порядка 1000 °C. При таких температурах, стальные заготовки теряют свою прочность, но зато приобретают повышенную пластичность и это позволяет мастерам кузнечного дела выполнять самые разные детали, которые затем применяют и в производстве, и в украшении интерьера.

Для выполнения горячей обработкой заготовки необходим следующий минимальный набор оборудования:

  • печь;
  • наковальня.
Наковальня для ковки металлаНаковальня для ковки металла
Наковальня для ковки металла
Муфельная печьМуфельная печь
Муфельная печь

Кроме этого мастеру потребуется определенное количество инструмента и приспособлений – молотки, молоты, щипцы, прижимы и пр.

Процесс работы с горячим металломПроцесс работы с горячим металлом

Процесс работы с горячим металлом

Процесс работы с горячим металлом можно условно разделить на следующие основные операции:

  1. Разделение заготовки на части определенного размера.
  2. Обработка заготовки с наружной поверхности, такую операцию называют прорубка.
  3. Получение чернового варианта заготовки. Для этого мастер должен отсечь от нее лишний материал.
  4. Вытяжка – это удлинение заготовки путем уменьшения ее поперечного сечения.
  5. Пробой отверстий разной формы, для этой операции применяют специальный инструмент или отверстия уже проделанные в наковальне.
  6. При необходимости мастер в состоянии придать заготовке необходимый изгиб. Эта операция может выполняться и с применением шаблона, и без него.
Мастер чеканки по металлуМастер чеканки по металлу

Мастер чеканки по металлу

Надо отметить это далеко не полный список операций, которые выполняет кузнец во время работы над деталью. В любом случае, завершающая операция – отделочная. То есть во время ее выполнения можно создавать надписи, рельеф и чеканку и пр.

Выбираем металл

Заготовки, которые подвергают горячей ковке металла, должны быть изготовлены из таких материалов, которые при определенной температуре получают высокую пластичность, при некотором снижении прочностных параметров.

Для получения изделий по технологии горячей ковки вполне допустимо применять такие металлы как стальные, алюминиевые, медные сплавы. Широко применяют латунь марки Л90, Л80 и пр. Наибольшей популярностью заслуженно пользуются такие материалы как сплав железа с углеродом. Этот сплав (сталь) обладает прочностью, которая возрастает по мере роста объема углерода. Но с другой стороны при насыщении его углеродом сталь может потерять пластичность и ковкость.

ТитанТитан
Титан
ТитанТитан
Внешний вид титановых сплавов

В середине ХХ века, перед производственниками встали задачи по обработке титана и его сплавов. Они были решены после того, как были разработаны технологии по горячей ковке и штамповке этого материала.

Какие для ковки нужны инструменты

Ключевыми инструментами, применяемыми при горячей ковке являются молот, щипцы и некоторые другие.

Инструменты для горячей ковкиИнструменты для горячей ковки

Инструменты для горячей ковки

Ковка заготовок выполненных из стали требует от мастера определенных навыков и знаний в части термической обработки металлов. Все дело в том, что если заготовки передержать в горне, то последующая ковка может привести к образованию некоторых дефектов, например, трещины.

Если нагрев произведен до строго определенной температуры, например, 1 000 °, то применение специального кузнечного инструмента позволяет выполнять контролируемое изменение размеров и формы металла.

Для достижения необходимой температуры заготовки применяют горн или муфельную печь. Для повышения ее эффективности некоторые мастера устанавливают системы дополнительной подачи воздуха.

Наковальня - ключевой инструментНаковальня - ключевой инструмент

Наковальня — ключевой инструмент

Наковальня, как правило, выполняется в заводских условиях, так как в домашних условиях практически невозможно обработать кусок стали марки 45Л весом от 70 до 250 кг. Именно такие наковальни выпускает отечественная промышленность. Для работы с небольшими заготовками применяют ж/д рельс марки Р65.

Кстати, конструкции наковален определены в серии ГОСТ.

Кроме описанного оборудования в кузне должен находиться набор инструмента, включающий в себя:

  • молотки разной массы и формы бойка;
  • клещи с разной длиной рукоятей и формы губ;
  • различного вида прижимы и пр.

Надо учитывать и то, что процесс охлаждения чаще всего выполняют непосредственно в кузне, для этих целей в помещении мастерской устанавливают емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки.

Процесс охлаждения заготовки при горячей ковкиПроцесс охлаждения заготовки при горячей ковки
Процесс охлаждения заготовки при горячей ковки
Процесс охлаждения заготовки при горячей ковкиПроцесс охлаждения заготовки при горячей ковки
Емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки

Довольно часто в кузне можно встретить сварочный аппарат. На самом деле, сварку можно выполнить и с применением кувалды и при соблюдении определенных температурных режимов. Но это весьма трудоемкий и длительный процесс, поэтому многие мастера применяют традиционную электродуговую сварку. Другими словами, набор оборудования, который устанавливается в современной кузнечной мастерской, способен обеспечить полный производственный цикл, начиная от разработки эскиза и заканчивая сборкой готового изделия.

Достоинства и недостатки горячей ковки

Ковка металла, как впрочем, и любая другая технология обработки, обладает положительными и отрицательными свойствами. К первым можно смело отнести получение улученных механических свойств, особенно если сравнивать поковки с литьем.

Горячая ковка крупногабаритных изделийГорячая ковка крупногабаритных изделий

Горячая ковка крупногабаритных изделий

Ковка позволяет обрабатывать заготовку с такими – габаритно-весовыми параметрами масса от 250 тонн, длина может быть от 10 метров и более.

При обработке разогретого металла в ручном или автоматическом режиме нет необходимости в прикладывании больших мускульных усилий.

Кузнечный труд может быть относительно легко автоматизирован и это приводит к снижению затрат на производство.

С другой стороны горячая ковка не самый производительный способ обработки металла. Кроме этого после такой обработки металла заготовка будет подвержена большому объему механических работ.

Горячая ковка металла своими руками

Действительно горячая ковка металла не самый сложный способ обработки деталей и при довольно небольших затратах можно организовать собственное кузнечное производство полного цикла.

В качестве сырья часто применяют пруты квадратного и круглого сечения, чушки и другие формы металла.

Так как кузнечный горн, довольно сложное и затратное оборудование, вместо него все чаще применяют муфельные печи. Они занимают меньшее количество производственной площади и вызывают  меньше хлопот по установке и обслуживанию. Устройства этого типа более качественно поддерживают заданную температуру, контроллер управления позволяет выставлять временные границы нагрева и определять его скорость.

Использование муфельных печей позволяет достичь ровного прогрева заготовок до нужного состояния.

Как уже выше отмечалось в качестве наковальни можно использовать кусок тяжелого рельса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

виды, особенности и технология процесса

Ковка представляет собой высокотемпературную обработку разного рода металлоконструкций. Процесс подразумевает индивидуальное температурное воздействие на каждую взятую деталь. Температура устанавливается в зависимости от свойств кристаллизации, легирующих и физических процессов, протекающих внутри металла.

Виды ковки

Ковка имеет такие разновидности:

Холодная ковка подразумевает обработку железа без функции нагрева. Детали, не подвергаемые высокой температуре в печи, способствуют повышению производительности металла благодаря сохранению физических и механических свойств. Используется такой вид конструкций в качестве решеток для частных строений, заборов и лестниц.

При ковочном процессе штамповкой деталь прочно зажимается со всех сторон штамповочным механизмом. Под высоким давлением температуры в итоге получают изделие, что принимает форму исходной плоскости.

Свободная ковка подразумевает свободное вращение детали без зажимного механизма или с зажимом с одной из сторон. Ручная ковка служит для формирования изделия под действием удара молотом или кувалдой. Необходима она для повышения структурных качеств металла. Далее заготовочные элементы проходят этап вытяжки и проковки. Вытяжка способствует удлинению исходной части до нужного размера. Если требуется получить круглое изделие, используется технология расплющивания. Метод проковки дает прочные свойства металлу, под его влиянием поверхность приобретает равномерный слой без образования пузырей и явно выраженных швов.

Ковка, происходящая на специальном оборудовании, воздействует на металл с помощью специально расположенных молотов. Такое оборудование позволяет создавать поковку весом больше 100 тонн. Для обработки тяжелых конструкций используют подъемный кран и кару для перемещения. На масштабных производствах используют ковку методом штамповки. На предприятиях с непостоянным процессом применяется ковка свободная. При металлообработке должен присутствовать весь кузнечный набор для придания изделию формы.

Технология процесса

Перед тем как приступить к процессу, подбирается стальной лист, который должен иметь отлитую форму. Первым делом его подвергают нагреву. Для этого рядом с молотом пристраивают печь или горн, размеры которых должны соответствовать заготовочной детали.

Если обработке подвергаются мелкие части, можно применить кузнечный горн. Крупные конструкции должны обрабатываться в нагревательных печах. Разогрев печи осуществляется углем или сухими щепками.

В процессе могут также участвовать газовые печи. Накаляясь до максимального уровня, заготовку, уже предварительно разогретую, помещают внутрь печи. Металлический исходник должен быть горячий после отлива, он не должен подвергаться остыванию. После отлива его следует сразу поместить в печь для формирования. Ковка подразумевает поддержку для исходной детали постоянной накаленной температуры. Низкие показатели тепла не дают возможность формировать изделие.

При перепадах и несоответствии стабилизации внутри металла возникают трещины и диффузия. Поддержка тепла должна соблюдаться так, чтобы внутренняя сторона железа смогла прогреться равномерно. Чтобы процесс прошел качественно, требуется выполнять все правила, которые подразумевает технология. Главным пунктом служит соотношение степени разогрева с равномерностью поддержки режима температуры. Для этого, после помещения детали в печь, необходимо температуру повышать постепенно, контролируя накал металла до красно-бурого цвета со всех сторон. Время накала зависит от объема исходного элемента и от свойств печи.

Обжим

Стальная деталь, после того как вынуть ее из печи, должна подвергаться уплотнению структуры металловолокна. Для этого ударами молота ее обковывают со всех сторон, начиная от края и обратно, возвращаясь от середины. Выступ окалины в момент удара снимают ломами или острыми кузнечными механизмами. В таком случае заготовка имеет отлив большего объема, чем изначально.

Обжим под действием молота или кувалды условно можно разделить на два типа: подготовительный этап и завершенный. Подготовка проводится для уплотнения металла и дальнейшего придания задуманного размера и формы. Ковка и ее заключительный этап состоят из зачистки стальной поверхности от шероховатости и выбоин. Для этого используется зубило, которым проходят по всей поверхности.

По завершению изделие подправляют с помощью циркулей и линеек. Часто в кузнечном ремесле для увеличения свойств железа поверх кованой детали, состоящей из одного типа стали, покрывают тонким слоем другого материала. Такой обработке подвергаются бронзовые и серебряные изделия. Ковка художественного типа состоит из комбинирования металлов. Такие изделия служат украшением интерьера и для экстерьера ограждений у входа в здание.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Книга Художественная обработка металла. Ковка читать онлайн бесплатно, автор на Fictionbook

Художественная обработка металла. КовкаХудожественная обработка металла. Ковка

Художественная ковка – один из древнейших способов обработки металлов.

Его истоки на Руси были связаны с производством орудий труда славянскими племенами в 6-8 веках.

В Древнерусском государстве кузнечное ремесло достигло высокого уровня.

Во времена Киевской Руси кузнецы искусно ковали из железа и стали сельскохозяйственные орудия, предметы быта, инструменты, оружие и доспехи, конскую сбрую.

Все эти изделия предназначались для практического использования, а поэтому делались добротно. Специалисты насчитывают более 150 видов предметов, которые выполнялись кузнечной техникой. Каждый из этих предметов имел различные формы и размеры. Древнерусские кузнецы владели всеми приемами свободной ковки, сварки, термической обработки, горновой пайки медью.

При том уровне техники это требовало от мастера большого опыта и навыка, так как различить, например, сорта стали малоуглеродистой и высокоуглеродистой можно только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке – по цвету каления, т.е. на глаз. О температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т.д.

Кузнечный мастер был не только исполнителем, создающим изделия и владеющим всем комплексном технологических и производственных знаний и навыков, но и творцом, изобретателем конструкции и форм изделий, включая и их художественно-декоративные качества.

Изделия русских кузнецов служили украшением костюма. Это перстни, пряжки, застежки, браслеты, цепочки, подвески и т.п. Они украшали и сбрую коня. Кроме того это были и петли на ларцы и сундуки, а также дверные замки, мечи, путы, шлемы, боевые топоры, бытовая утварь и множество других железных кованых изделий, которые по своих художественным качествам относятся ныне к области прикладного искусства и рассматриваются как художественное произведение.

Мастера-универсалы ковали все, начиная с подков, гвоздей, кос, топоров и кончая художественными ювелирными изделиями.

Кузнецы узких специальностей совершенствовали технологию каждый в своей области.

При производстве ювелирных и декоративных изделий появились и получили дальнейшее развитие подкладные штампы. Замочники стали изготовлять отдельные детали замков холодным способом.

Появились такие инструменты как напильники, тиски, зубила. Развивалась техника пайки и мало-помалу замочники отделились от кузнецов, дав начало новой отрасли производства слесарной, которая получила свое название в 18 веке от немецкого слова schlisen – замок. Но основные приемы свободной ковки, известные с глубокой древности, сохранились до наших дней – это вытяжка, осадка, рубка, пробивка отверстий, изгибание, скручивание, сварка, насекание рисунка.

Каждый мастер знал особенности обработки различных сортов стали, многие тонкости, секреты и хитрости, известные только ему.

В русском искусстве художественные особенности железа с полной силой раскрылись в 18 веке, чему способствовало достаточное количество металла, специализация в области художественного ремесла и большой опыт, накопленный мастерами.

Многие кованные из железа работы предназначались для включения их в архитектуру. Оконные проемы закрывались ажурными решетками, от пожаров делали сплошные железные двери и ставни.

Богато оформленные железные двери украшали каменные храмы. Двери зачастую соединяли несколько видов декоративного оформления. Кованые и просечные полосы, розетки, сложные по силуэту накладки чередовались с росписью по железу, с литыми ручками, декоративными заклепками.

Такие работы можно увидеть в памятниках архитектуры Москвы, Ярославля, Казани, Петербурга и других городов.

В убранстве зданий применяли просечную отделку, в деталях крыши, завершающих спуск кровли, верхушки шатровых покрытий украшали флюгерами, которые представляли сложные сооружения из металла, часто раскрашивались, а на царских теремах золотились для усиления декоративности и для предохранения железа от окисления.

Широко использовалась ковка для выполнения оград городских усадеб, особняков, церковных дворов.

В Петербурге с ковкой соперничала техника чугунного литья, которая вытесняла ковку как дорогостоящую работу. Однако своеобразие художественных решений, которое достигается ковкой, сохраняет к ней интерес и в последующих 19 и 20-х веках. Легкость ажурного узора, вариации унифицированных деталей характеризуют кованные решетки мастеров Петербурга и Москвы.

От умения мастеров зависело многое. Если для литья рисунок и разработку всей декорации давал архитектор, то ковка всегда рассчитывалась на творческую доработку деталей кузнецом. Некоторые ограды имеют единую схему основной конструкции, которая определялась рядом вертикально поставленных прутьев, перехваченных по горизонтали узким прутком, закрепленным на месте перехвата фигурной заклепкой или розеткой. Завершье прутков является главным декоративным элементом ограды. Эта часть ограды предстает всегда изящно очерченной и напоминающей легкое растение, которое завершается цветком.

К разработке этих деталей обращена фантазия и мастерство кузнеца, а в этих деталях раскрывается красота ажурных кованых решеток.

Во многих губернских городах России строились общественные и частные дома, улучшалась планировка, создавались торговые ряды, площади. Во всем этом отражается влияние классицизма – нового художественного стиля, для которого характерны строгость, ясность, рациональность.

Под воздействием классицизма в работах по металлу начинают преобладать упрощенные приемы ковки, которые все чаще сводятся к использованию гнутья.

Умеренность классицизма заставляет мастеров искать красоту в гармонии несложных элементов геометрического орнамента. Соединение ковки с приемами гнутья и просечки можно наблюдать во многих работах городских и деревенских мастеров. Особое место среди них занимают осветительные приборы.

Для деревни – это светцы, для города – подсвечники. Светцы держали лучину и представляли собой высокую до полутора метров конструкцию, состоящую из стержня, основания и разветвленной верхушки с несколькими зажимами – держателями лучин.

Даже самая несложная конструкция светца вызывает интерес виртуозностью обработки железа в верхушке, где металл всегда рассечен, закручен и превращен в орнаментальную форму.

Часто железный стержень-стояк обрастает завитками – ответвлениями, которые образованы отсеченными полосками металла. Глядя на такую вещь, не вериться, что сделана она из тяжелого железа.

Виртуозны по исполнению и кованые подсвечники. Односвечник часто сделан с оригинальным механизмом, поднимающим свечу по мере ее сгорания, трехсвечовые подсвечники напоминают цветущий куст, на ветках которого укреплены цветы-розетки, подвешены цепочки и т.д.

Для изготовления дверей кузнечных дел мастера выполняли целые наборы: скобы, угольники, специальные гвозди. Но самое интересное – это замки и петли. Навесные замки из железа ковали тоже как художественные изделия. По их корпусу, имеющему в поперечном разрезе форму овала, шли узоры геометрического орнамента, оригинальные кованые сечки были с кружевными завитками и плотными спиралями, вдоль стержня, идущего к рукоятке. Завитки нередко заканчивались головками коней – оберегов, охраняющих дом.

Для оковки сундуков, ларцев, укладок и т.д. применялось просечное железо.

В сундуках хранили одежду, – шкафов тогда еще не знали, в ларцах – ценные вещи и украшения.

Подголовники – ларцы со скошенной крышкой брали в дорогу. В них хранились деньги, важные документы.

Сработаны ларцы были надежно из прочной древесины, почти сплошь покрытой железными полосами и замками с секретом. Оковка – отделка деревянного предмета полосами просечного железа была разнообразной и определялась расположением металла, направлением движения лент, плотностью укладки. От этого зависел характер узора, образуемый просечным металлом.

Ларцы и коробочки с железной оковкой всегда были привлекательны и приятны своими пропорциями, оригинальным сочетанием дерева и металла, решением ручек и замков.

Ковка, как один из способов обработки железа, получает современную трактовку в работах многих современных мастеров, которые на выставках декоративно-прикладного искусства демонстрируют светильники, вазы, кубки и другие изделия, в которых демонстрируется сложные приемы художественной ковки и новые решения вещей современного характера.

Ковка является способом обработки металлов давлением от ударов молота по заготовке, которая может быть предварительно нагрета – горячая ковка или без нагрева – холодная ковка.

Под ударами молота заготовка деформируется и приобретает желаемую форму. Однако такая деформация без разрывов и трещин свойственна не всем металлам, а металлам, которые обладают определенной степенью вязкости, пластичности, тягучести.

Совокупность этих свойств обусловливает способность коваться и называется ковкостью металла. Это свойство непостоянно и зависит от степени нагрева металла. Чем выше температура, тем мягче становится металл и тем легче он куется.

Без предварительного нагрева можно ковать драгоценные металлы (золото, серебро), а также цветные – медь, алюминий и их сплавы.

При холодной ковке металл, деформируясь под действием ударов, быстро теряет пластичность и тягучесть, начинает растрескиваться, разрываться. Чтобы избежать этого, нужно вовремя произвести отжиг заготовки, после чего металл снова приобретает свои первоначальные качества. По мере изготовления изделия отжиг выполняют неоднократно. Основное применение холодная ковка находит в ювелирном деле.

Горячая ковка используется при обработке малоуглеродистых сталей (ковочного железа) для производства различных художественных изделий – светильников, фонарей, решеток, башенных часов, кованой пластики, скульптур, различного инструмента и т.д. Для изготовления художественных кованых изделий применяется углеродистая сталь обыкновенного качества.

 

Лучшей является с наименьшим содержанием углерода: СО (углерода до 0,23), С1 (углерода 0,07 – 0,12) и С2 (углерода 0,09 – 0,15). Может также использоваться углеродистая качественная конструкционная сталь марки 10 (углерода 0,1) и 15 (углерода 0,15), хотя она в экономическом отношении обходится дороже.

Для изготовления кузнечных, чеканных, слесарных инструментов применяют инструментальную углеродистую сталь с содержанием углерода от 0,6 до 1,4 и некоторые марки легированной инструментальной стали.

Куют изделия из стали в нагретом состоянии, когда металл становится пластичным и лучше поддается деформации. У каждого сорта стали существует определенный интервал температур начала и конца ковки, зависящий от химического состава и структуры обрабатываемого металла. В среднем температура начала ковки 1100 – 1300, конца – 800 900°С.

Устройство для нагрева металла называется кузнечным горном. Кузнечный горн на один или два огня под одним дымоходом является важнейшим оборудованием кузницы. Помещение для нее должно быть достаточно просторным и светлым. Полезная площадь – около 40 квадратных метров при высоте 3 м. Стены кузницы могут быть кирпичными или деревянными, оштукатуренными с внутренней стороны. Гладкий пол должен легко убираться.

Горн в художественной ковке применяется для нагрева металлических заготовок массой до 20 кг.

Существует несколько видов кузнечных горнов: переносные, стационарные, открытого и закрытого типа, одноочковые и двухочковые (в зависимости от количества очагов горения), кирпичные, клепаные, сварные.

Состоит горн из кирпичной кладки, вытяжной трубы с вытяжным зонтом (колпаком). На поверхности кладки сделано углубление для горнового гнезда и второе – для ванны с водой. В нижней части предусмотрена ниша для хранения угля. Через сопло воздух от меха, который приводится в действие неравноплечим рычагом, подается в горновое гнездо. Высота кирпичной кладки 700 – 800 мм, ширина и глубина 1000 – 1100 мм. Для большей прочности горн связывается каркасом из угловой стали. Горновое гнездо облицовано огнеупорным шамотным кирпичом. Длина кирпича – 200 мм, ширина – 400 мм, глубина – 100 – 150 мм.

Горны могут быть с боковым дутьем (рис. 20) и с нижним дутьем.

Сжигаемое в горнах топливо (кокс, антрацит и древесный уголь), должны содержать минимальное количество серы, а при горении спекаться и образовывать сверху твердую корку, способствующую развитию высокой температуры в очаге. Наилучшим топливом является древесный уголь, который при сгорании не выделяет серы и имеет малое количество золы.

Для того, чтобы правильно разжечь и обслужить горн необходимо очистить горновое гнездо от остатков топлива, шлака, кусков кирпича, золы, а сопло очистить от шлака и продуть воздухом. Затем необходимо проверить газоплотность воздухопровода и его заслонки. Разжигать горн можно промасленными тряпками, дровами, деревянной стружкой, горячими углями, взятыми из работающего горна. Далее нужно открыть заслонку воздухопровода, постепенно подавать топливо и добавлять воздух, добиваясь при этом яркого, слегка коптящего пламени и следить, чтобы сопло во время работы всегда было покрыто слоем угля, дутье осуществлялось равномерно и вдуваемый воздух не соприкасался с нагретым металлом, а верхние слои угля, предварительно смоченные водой, спекались и образовывали корку.

fictionbook.ru

Основные приемы ручной свободной ковки. Художественная обработка металла. Ковка

Основные приемы ручной свободной ковки

В процессе ковки художественных изделий применяют разнообразные приемы, используя различные инструменты, исходя из характера материала и задач, стоящих перед мастером.

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

Осадка предназначена для уменьшения длины заготовки за счет увеличения ее поперечного сечения.

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 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.п.).

После осадки заготовка дополнительно обрабатывается обжимками, подбойками. Кроме того осадка применяется как предварительная операция перед загибанием под углом для восполнения недостающего металла для образования угла.

При осадке заготовку нагревают, ставят вертикально на наковальню и бьют молотком 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 осадка производится ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно соблюдать следующие условия: концы заготовки должны быть срублены под углом 90 градусов, заготовка должна быть прямой.

При необходимости 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.

В некоторых случаях осадку концов заготовки производят, нагревая конец и загибая его под углом 90 градусов, затем, перевернув, ударяют на загнутому концу металла. Сложность этого приема в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Хорошо этот прием использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно производить в тисках. Для этого 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, так как при зажатии в тиски нагретый металл быстро остывает от соприкосновения с губками. Заготовку быстро закрепляют и осаживают ручным молотком.

Порой может случиться, что при осаживании концов заготовок большого сечения, сила губой тисков недостаточна, чтобы удержать заготовку и она при ударе скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, в ней делают плечики.

Работая с заготовками большой длины, может случиться, что нужно производить осадку в середине заготовки. В этом случае в зоне осадки заготовку выгибают в форме Z и сверху по изгибу ударяют молотком. После осадки заготовку выправляют.

Существуют и множество приемов осадок с использованием приспособлений.

Вытяжка, или протяжка – это кузнечная операция, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Она не только изменяет форму заготовки, но и улучшает качество металла. В практике ручной свободной ковки различают несколько основных приемов вытяжки: на плоских бойках, поочередная и на вырезных бойках.

Вытяжка на плоских бойках выполняется по всей длине участка заготовки вначале с одной стороны, затем кантовка на 90 градусов и вытяжка с другой стороны.

Большие по длине поковки могут изгибаться на наковальне или в бойках концами книзу. Чтобы исправить изгиб, заготовку кантуют сначала на 180 градусов, а затем на 90 градусов. Работу ведут быстро, стараясь за один нагрев отковать большую площадь.

Поочередная вытяжка на плоских бойках выполняется по винтовой линии. Прием более сложный и менее производительный. Применяется при ковке твердых инструментальных сталей.

Вытяжка в вырезных бойках или в комбинации плоских бойков с вырезными используется при ковке легированной стали с пониженной пластичностью. Благодаря боковому давлению, которое создается жесткими стенками инструмента, повышаются сжимающие напряжения, увеличивается пластичность металла. Поковки получаются более точные по форме и размерам, а скорость вытяжки возрастает.

Имеются и другие разновидности операции вытяжка: протяжка на кромке наковальни, расплющивание, вытяжка с оправкой, раскатка на конус, раскатка на оправке и другие.

Протяжка на кромке наковальни производится тогда, когда мастер работает без подручного.

В этом случае нагретую заготовку укладывают на острую кромку наковальни под углом 45 градусов и ударами ручного молотка по противоположной грани протягивают ее.

От кромки наковальни под действием ударов на заготовке появляются уступы, которые при дальнейшей ковке разравниваются с учетом нужных размеров и форм.

Расплющивание (уширение, разгонка) заготовки в поперечном направлении осуществляется при помощи раскатки или непосредственно кувалдой. Расплющивание необходимо при выполнении таких орнаментов, как лепестки цветков, листья и др.

Вытяжкой называется кузнечная операция, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Она не только изменяет форму заготовки, но и улучшает качество металла. Существует несколько основных приемов вытяжки с оправкой, вытяжки на плоских бойках, поочередная вытяжка, на вырезных бойках.

Вытяжка с оправкой – это прием, который позволяет увеличить длину пустотелых поковок за счет толщины стенок и уменьшения наружного диаметра. Применяется при ковке длинных полых деталей – труб, цилиндров и т.д. Производится в круглых или квадратных обжимках, в зависимости от формы заготовки. Перед работой оправку следует нагреть до 150 – 250 градусов, а ее рабочая поверхность должна быть хорошо смазана.

Вытяжка на плоских бойках выполняется по всей длине участка заготовки вначале с одной стороны заготовки, затем кантовк на 90 градусов и вытяжка с другой стороны.

Большие по длине поковки могут изгибаться на наковальне или в бойках концами книзу.

Поочередная вытяжка на плоских бойках выполняется по винтовой линии. Применяется при ковке твердых инструментальных сталей.

Вытяжка в вырезных бойках или в комбинации плоских бойков с вырезными применяется при ковке легированной стали с пониженной пластичностью.

Боковое давление создается жесткими стенками инструмента, что повышает сжимающее напряжение и увеличивает пластичность металла. Возрастает скорость вытяжки и точность поковок.

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.

Применяют и другие разновидности операции вытяжка, например, протяжка по кромке наковальни, расплющивание, вытяжка с оправкой, раскатка на оправке, раскатка на конус и др.

Протяжка на кромке наковальни производится в случае, когда кузнец работает один. В этом случае нагретую заготовку укладывают на острую кромку наковальни под углом 45 градусов и ударами ручника по противоположной грани протягивают ее. От кромки наковальни под действием ударов на заготовке появляются уступы, которые затем при дальнейшей ковке разравниваются с учетом нужных форм и размеров.

Раскатка на оправке. Этот прием применяется для увеличения наружного и внутреннего диаметра за счет утончения стенок (при ковке колец, обручей и т.п.). Полая заготовка надевается на круглую оправку, края которой опираются на козлы. Ковка ведется узкими бойками, заготовка постоянно вращается.

Раскатка на конус производится на роге наковальни с помощью клиновых раскаток.

Процесс обработки давлением, в результате которого уменьшается высота заготовки и одновременно увеличиваются ее поперечные размеры называется осадкой .

Высадкой называется прием, который заключается в деформации заготовки частичной осадкой с целью создания местных утолщений за счет уменьшения длины заготовки.

Перед осадкой заготовку нагревают до ковочной температуры полностью, а при высадке нагревают только ту часть, которая будет высаживаться.

Применяют высадку при ковке декоративных элементов с переменным сечением, например, работая над растительными и орнаментальными мотивами и др.

Прошивкой (пробивкой) называется кузнечная операция, с помощью которой в заготовках получают сквозные или глухие отверстия. Производится при ручной ковке с помощью пробойников различных форм – круглых, квадратных, фигурных.

Нагретую заготовку кладут на наковальню против круглого отверстия и, наставив пробойник, бьют по нему кувалдой. Прошиваются отверстия с одной или двух сторон в зависимости от толщины заготовки.

Рубкой называется 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; затем заготовку переворачивают, вновь наставляют зубило и отрубают сильными ударами.

При работе кузнечными зубилами по горячему металлу нужно при рубке толстых заготовок время от времени охлаждать зубило, так как при долгом соприкосновении с нагретым металлом лезвие зубила отпускается.

Перед тем как вновь наставить зубило на заготовку, нужно легким постукиванием о стул наковальни сбить капли воды с зубила.

Для холодной поковки зубило затачивается под углом 60 градусов, для горячей – под 80 85 градусов.

Тонкие поковки лучше рубить вручную – с помощью подсечки, которая устанавливается в отверстие наковальни.

На подсечку кладут заготовку, а сверху наставляют зубило, по которому наносят удар кувалдой. При этом нельзя прорубать металл насквозь, чтобы не повредить острые закаленные части инструмента.

Работая на лице наковальни зубилами и другими режущими инструментами без подкладки нужно быть осторожным и следить, чтобы и в этом случае заготовка не прорубалась. Это может повредить лицо наковальни.

Рубка производится как в холодном, так и горячем состоянии заготовки. В холодном виде рубят тонкие и узкие полосы и прутки сечением 15 – 20 мм. Особо толстые заготовки рубят на механическом молоте с помощью топориков.

Кузнечная рубка имеет три разновидности: разрубка, обрубка, вырубка.

Разрубка (прорубка) применяется в случаях, когда заготовка только надрубается, надрубленные участки отгибают, вытягивают, закручивают или проковывают до нужной формы. Это широко распространенный прием в художественной ковке. Надрубленные участки после его применения превращаются в цветы, завитки, листья.

При разрубке заготовку разрубают с одной стороны – лицевой. Первые удары делают легкими, ими только надрубают канавку. Нагрев должен быть слабым, что дает возможность 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. Производить удар нужно в тот момент, когда зубило будет установлено правильно.

Обрубкой (обсечкой) называется кузнечная операция для отделения части металла по наружному контуру.

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

Вырубка – операция, аналогичная обрубке. Применяется для вырубки металла по внутреннему контуру. Операции обрубки и вырубки схожи с просечкой. Однако просечка выполняется по более тонкому листу ручным зубилом и в холодном состоянии.

При вырубке применяются полукруглые, прямые, угольные и иной формы зубила. Если обрубка и вырубка производятся на наковальне с железной подкладкой, то просечка делается на торце чурбана.

Техника просечки в прошлом получила интересное применение в связи с использованием жести.

При устройстве водостоков мастера декоративно оформляли прорезью верхнюю часть трубы, принимающей во время дождя воду с крыши, фигурно расстириженными розетками украшали верхнюю часть трубы-воронки и ее соединение остальной частью водостока. Каждый мастер придумывал свои элементы декора и потому даже в одном городе оформление водостоков отличалось многообразием ажурного узора, накладок и обрамлений.

Еще один вид просечного металла – «дымники». Это завершья дымовых труб, в которых соединяется утилитарная и декоративная функция.

Практическая цель дымников – гасить искры, вылетающие с дымом из трубы, чтобы предотвратить возможное возникновение пожара, защитить трубу от попадания излишней влаги. Выполняя эту роль, дымник покрывается защитным слоем, приобретает ровную черную окраску. На фоне светлого неба его силуэт всегда хорошо заметен, он воспринимается как фигурная деталь архитектуры здания.

Искусство изготовления дымников сохраняется и в наше время. Мастера, проявляя фантазию создают нарядные, сложные композиции из металла, в котором арнаментальные мотивы сочетаются с фигурами птиц, животных и т.д. Просечный металл находит применение даже в ювелирном деле – кулонах, ожерельях, браслетах, где железо использовано в виде ленты, прутка, проволочки, образующие орнаментальный узор вместе с включенными в украшения прозрачными бусинами.

Гибкой называется 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. 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. Однако 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. Ручным молотком ударяют не по концу заготовки, а ближе к ребру наковальни. Если необходимо заготовку согнуть без радиуса сгиба (под углом 90 градусов), используют вилку. С помощью вилки заготовку подготавливают под гибку, после этого на ребре наковальни с помощью молотка и гладилки выправляют угол.

Гибка под 90 градусов 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 необходимо согнуть длинную полосу или пруток несколько раз и места сгибов расположены близко друг к другу, гибку производят на шпераках с рогом подходящей формы. Для того чтобы гнуть заготовки под любым углом, применяют нижник, который изготавливают 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. Если нижника нет, можно воспользоваться вилкой, которую также можно согнуть во время работы над изделием. После изгибания в вилке поковку выправляют гладилкой или на квадратном роге наковальни.

Гибка по дуге производится на роге наковальни или соответствующих по дуге шпераках.

Сложные профили гнут на оправках, шаблонах и гибочной плите. 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. Изготавливать шаблон нужно внимательно и тщательно, так как будущие элементы изделия будут повторять шаблон.

Гибка на конусе. При изготовлении декоративного элемента – конусной спирали – применяют 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 градусов, 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.

Скручиванием называется кузнечная операция, сущность которой заключается в повороте одной части четырехгранной поковки вокруг общей оси по отношению к другой под определенным углом. Выполняется в холодном и горячем состоянии. Скручивание толстых поковок производят посредством воротка, при этом другой конец заготовки зажимают в тиски. Широкие полосы удобно захватывать с помощью вилки.

При скручивании можно часть заготовки поворачивать на угол до 180 градусов.

Так, например изгибают цветы для большей пластической выразительности. Закручивание на 180 градусов производится на шпераке на роге наковальни с помощью ручного молотка, а более мелкие элементы скручивают круглогубцами.

Скручивание может осуществляться многократно на угол 360 градусов. Этот прием часто используют при изготовлении оконных решеток. Скручивание тонких заготовок производят два кузнеца. Захватив заготовку клещами, они вращают ее в двух противоположных направлениях одновременно. Наиболее красивые декоративные элементы, получают из двух круглых прутков, туго свитых между собой. При скручивании заготовка должна быть нагрета до ярко-красного каления. При более низкой температуре скручивание требует больших усилий, а в металле могут возникнуть трещины.

Сваркой называется кузнечная операция, посредством которой производится соединение в одно целое отдельных частей заготовок.

Горновой сварке хорошо поддается только мягкая углеродистая сталь, которая содержит 0,15 – 0,25 процентов углерода.

Свариваемые концы заготовок нагревают в горне до температуры 1300 1380°С, что соответствует белому цвету каления с желтоватым оттенком. Затем быстро вынимают из горна, ударами об наковальню или щеткой удаляют с поверхности шлак и окалину, свариваемые концы соединяют, посыпают флюсом (чистый кварцевый песок или бура) и проковывают место сварки сначала слабыми частыми ударами, а затем сильными.

Проковку начинают с середины свариваемого шва, чтобы удалить оставшуюся окалину и шлак между свариваемыми поверхностями. Заканчивают горновую сварку интенсивной проковкой поверхности шва с последующей отделкой.

В настоящее время, как правило, применяют электродуговую или автогенную сварку.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Читать книгу целиком

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

Художественная ковка металла своими руками

Всегда большим спросом пользуются эксклюзивные вещи. И художественная ковка металла своими руками, не исключение. Это прекрасная возможность получить прочное изделие, которое будет служить длительное время. А также немаловажным аспектом является изящный внешний вид таких работ, это гарантирует именно художественная ковка.

Эстетика кованых предметов отлично дополняет как внутренний, так и внешний дизайн особняков, домов и дач. Для получения хорошего кованого изделия необходимо знать некоторые тонкости обработки металла и кузнечного дела.

Особенности ковки

Художественная ковка – это высокотехнологический метод обработки железа. Благодаря холодной ковке, изделия получаются намного прочнее, нежели те, что отливают или штампуют.

Художественная ковка

Художественная ковка

Это объясняется прохождением заготовки через специальные станки, которые их одновременно гнут и прессуют. Это искусство кузнечного дела, позволяет получить готовую работу в короткий срок.

В отличие от горячей ковки, холодную рекомендуют выполнять даже при температуре окружающей среды. Предельная отметка температурного режима не должна превышать 200–250 градусов. Как раз до того момента, когда в металле начинаются структурные изменения из-за нагревания. Преимуществом этого метода является отсутствие окалины на поверхности изделия и высокая точность исполнения тонких узоров и элементов.

Кованые изделия практически не разрушаются с течением времени. Такая устойчивость, обеспечивается воздействием давления на металл во время обработки. Методам холодной ковки необходимо обучаться. Так как при ошибке обработки, заготовку будет очень сложно переделать или изменить. Работы, выполненные таким методом, позволяют создавать самые популярные товары:

  • предметы интерьера и мебель;
  • заборы, лестницы и перила;
  • мангалы, фонари и беседки;
  • решетки на окна;
  • элементы декора для каминов.
Кованые аксессуары для камина

Кованые аксессуары для камина

Во время ковки в холодном состоянии часто получают рельефные узоры на полосовых и листовых заготовках. А также таким методом обрабатывают изделия из сплавов и цветных металлов.

Виды узоров для ковки

Кованые элементы, играют очень важную роль в композиции всего изделия. Используя стандартные образцы и эскизы, необходимо вносить в каждую работу индивидуальность.

Элементы художественной ковки

Элементы художественной ковки

Это поможет сотворить шедевр художественной ковки:

  • Волюта – орнамент геометрической формы, представляющий собой вензель. Форма бывает произвольной. Размещается узор либо горизонтально, либо вертикально. Волюта бывает согнута в одном направлении. В таком случае вензеля располагаются на одной линии от оси изгиба изделия. А при разнонаправленном узоре, завитки размещаются по обе стороны оси заготовки.
  • Спираль – узор кованой спирали включает в себя равномерно увеличивающиеся от основания изделия пространственные незамкнутые окружности. Различают одно и двунаправленную спираль. Суть узора заключается в периодическом изменении диаметров колец, а также исходных прутков и проволок.
  • Навершие – этот кованый элемент используется для украшения верхушек оконных решеток и заборов. Заготовка состоит из части прутка с заостренной кромкой на одном из краев изделия. Зачастую к нему крепятся ряды завитков.
  • Оголовки – цельный кусок металлической полосы сворачивают с помощью кузнечной сварки в объемную заготовку, получается чашеподобная кованая деталь. Форма: цилиндрическая, сферическая и конусовидная.
  • Чеканка – плоскую поверхность штучной заготовки точечно обрабатывают специальным кузнечным зубилом, получается объемная картинка. В такой способ обрабатывают сплавы и цветные металлы.
  • Крутень – для его получения закручивают либо часть, либо всю заготовку. Важно учитывать пределы деформирования металла. Поэтому пруток нужно скучивать в одном направлении, такая монотонность защитит изделие от разрушения.
Крутень элемент ковки

Крутень как элемент ковки

Дополнительные виды

Узлы бывают еще и такого вида:

  • Двойная спираль – это пространственная фигура из обычной двухрядной спирали. При этом самый широкий диаметр этого изделия – средняя часть. Из-за этого этот узор ковки также называют китайский фонарик. Для его изготовления необходимо два прутка или проволока с большим поперечным сечением.
  • Кернение – такой художественный узор получается путем вдавливания части металлического листа или полосы в штампованную форму. Для этого используется специальный инструмент. На плоских заготовках так получают объемные надписи, изображения и вензеля.

Благодаря использованию различных кузнечных узоров и элементов, получают сложные изделия художественной ковки. Комбинируя их, мастера могут создать индивидуальную композицию для декорирования дома, территории или фасада здания.

Виноградный лист

Технологические процессы

Для создания качественного изделия, необходимо придерживаться определенных технологических процессов. Ими пользуются абсолютно все мастера кузнечного дела. Условно их разбивают на такие виды:

  • Гнутье – одна из самых распространенных операций. Для создания дугообразного изгиба, заготовку предварительно нагревают. Затем, кладут на рог наковальни и производят загибание изделия.
  • Вытяжка – производится на наковальне, путем ударения кувалды по нагретой заготовке. Эта операция позволяет уменьшить поперечное сечение и растянуть изделие.
  • Насекание узоров – производится путем нанесения зубилом силуэтов, линий, штрихов и шрифтов на предварительно нагретой заготовке.
  • Сборка – осуществляется с помощью кузнечной сварки или склепки. Это завершающий процесс. На этом этапе все отдельные элементы собираются в готовое изделие.

Для продолжения срока службы кованого изделия, важно его покрасить. Предварительно металл обрабатывают грунтовкой, это позволит сохранить антикоррозийные свойства краски. Наносить покрытие лучше в два слоя.

Оборудование для домашнего кузнечного цеха

Художественная ковка своими руками, невозможна без присутствия специального оборудования. Для этого начинающему мастеру необходимо сначала обзавестись гнутиком.

Гнутик

Гнутик

Он помогает сгибать изделия под нужным углом или дугу нужного радиуса.

Дополнительное оборудование:

  • Фонарик – самый сложный инструмент. Это приспособление позволяет создавать не каждую деталь в отдельности, а сразу несколько из одиночных прутьев. Инструмент помогает изготавливать из железных прутьев корзинки, разного сечения и диаметра.
  • Улитка – помогает создавать спирали из заготовленных элементов. Спиралевидные вензеля, часто встречаются на кованых изделиях. Поэтому начинающему мастеру можно сделать самостоятельно улитки разнообразного диаметра.
  • Твистер – помогает сплетать прутья вокруг продольной оси. Принцип работы этого приспособления очень похож с фонариком. Этот инструмент позволяет создавать объемные детали и оплетку для декорирования готового изделия.

А также важно иметь в арсенале кузнеца разнообразные тиски, молотки, кувалды. Нелишним будет приобрести болгарку, сварочный аппарат, отрезной и точильный станок.

Преимущества кованых изделий

На сегодняшний день для декорирования и благоустройства домов и придомовой территории, появилось много различных материалов. Но многие люди все же предпочитают иметь металлические изделия. Ковка популярна по следующим причинам:

  • сочетание с другими элементами декора;
  • ручная работа;
  • красота и долговечность;
  • эксклюзивность;
  • заказ по индивидуальным размерам, эскизам;
  • отличные защитные функции.

Изделия из металла имеют массу преимуществ. Единственной сложностью специалисты называют чувствительность металла к коррозии. Для долговечности изделия должное внимание необходимо уделять обработке и покраске.

Чтобы начать работать с металлом, будущему мастеру важно иметь огромное желание – освоить замечательное ремесло кузнеца. На рынке представлено множество кованого товара: козырьки, ворота, решетки, мангалы, фонари и прочее. Для создания уникального изделия лучше всего подойдет художественная ковка эскизы и рисунки работ имеются в сети. Остальное зависит от фантазии и опыта мастера.

Видео по теме: Художественная ковка металла

promzn.ru

Записи созданы 3549

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх