Илья Мельников - Художественная обработка металла. Ковка

Перегрев заготовок также отрицательно сказывается на их качестве: чрезмерный рост зерен, ухудшение механических свойств металла. Опытные мастера определяют температуру нагретого металла на глаз – по цвету каления. Так, темно-красному цвету каления соответствует температура 650°С, вишнево-красному 700°С, светло-красному 800°С, густо-оранжевому 900°С, оранжево-желтому 1000°С, светло-желтому 1100°С, соломенно-желтому 1150°С, белому различной яркости – 1200 1400°С.

В некоторых кузницах на расстоянии 1,5 – 2 м от горна устанавливают наковальню, на некотором расстоянии от нее стуловые тиски. Баки для воды монтируют вместе с конструкцией горна или возле нее.

В старых кузницах использовали деревянную бочку, которую на две трети зарывали в землю. Это давало возможность держать воду холодной, что необходимо при закалке инструмента или его охлаждении. Кузнечный инструмент развешивают на стене, на колпаке дымохода или в специальной стойке, что практиковалось у русских мастеров.

Ящики для песка, передвижные козлы из стали, сверлильные станки, пневматический молот, рычажные ножницы, автогенный сварной аппарат в качестве передвижного горна – все это поможет мастеру полнее и качественнее воплощать свои идеи в материале. Поэтому нужно помнить, что все инструменты и приспособления должны всегда находится на определенном месте, в строгом порядке. То, что требуется чаще, нужно положить ближе. Инструмент, который берут правой рукой, должен находиться справа; то, что берут левой, – слева. Под рукой должен находиться инструмент, необходимый для данной технологической операции.

Все кузнечные инструменты делятся на опорные, ударные, вспомогательные и измерительные.

К основному оборудованию при свободной ковке относятся горн, наковальня, ковочный молот, бак с водой, вспомогательный вытяжной вентилятор, вертикально-сверлильный станок, рычажные ножницы, установка для газовой сварки, электросварочный аппарат, высокооборотная бормашина, точильный и шлифовальные станки и др.

Основной опорой, на которой производят ковку, является наковальня.

Наковальни подразделяется на безрогие, однорогие и двурогие. Масса наковальни колеблется от 150 до 350 кг. Наибольшее распространение получили двурогие наковальни массой до 200 кг.

Изготовляется наковальня из углеродистой стали. Ее масса колеблется между 80 – 300 кг.

Наковальня состоит из следующих составных частей. В верхней части наковальни находится гладкая пластина – наличник толщиной 10 – 20 мм, изготовленная из стали У8. Наличник является непосредственной опорой для обрабатываемых заготовок. Конусообразный рог служит для выполнения различных гибочных работ и раздачи колец. Квадратный хвост служит для загибания поковок под углом 90 градусов. Отверстие служит для пробивки отверстий (круглое) и закрепления вспомогательного инструмента (квадратное), лапы – основание наковальни служат для крепления наковальни к стулу.

Так как наковальня является инструментом, на рабочую часть которой действуют большие нагрузки, то при выборе наковальни нужно быть очень внимательным.

При легком ударе молотком хорошая наковальня издает чистый звук. Наличник наковальни должен быть закаленным, что проверяют напильником, который оставляет едва заметный след.

Наковальня устанавливается строго горизонтально и крепится к деревянному, из крепких пород, чурбану (стулу) со стальным обручем на верхней части на высоте согнутого большого пальца опущенной руки кузнеца – это примерно – 750 – 800 мм от пола.

Шпераки. Небольшие двурогие наковальни массой 4 – 20 кг называются шпераками. Применяются в основном для сложных художественных работ, для гибочных работ из полосовой и листовой стали, для выколотки и правки всевозможных орнаментальных элементов. Их можно вставлять в квадратное отверстие наковальни или в кузнечные тиски.

Шпераки можно прикреплять к деревянному чурбану.

Ударный инструмент. Ручной молоток (ручник) – это кузнечный молоток массой 1 – 2,5 кг. Его применение очень обширно, практически нет ни одной технологической операции, где бы не применялся ручник. Он служит для обработки мелких заготовок, им указывают место, по которому нужно бить кувалдой.

Траектория удара ручником должна быть не прямой, а закругленной. При изготовлении этого инструмента нужно быть особенно внимательным к форме, массе и его термической обработке.

Кувалдой называется большой молот массой 3 – 10 кг. Предназначен он для обработки крупных заготовок, нанесения сильных ударов.

По своему характеру удары делятся на локтевой, плечевой и размашистый.

Локтевой удар применяется при вытяжке, и других операциях, где необходимы частые, но не сильные удары.

Плечевой, средний по силе, применяется при рубке, пробивании отверстий и т.д. Сила плечевого удара должна быть соразмерна с величиной заготовки и характером работы.

Во время рубки металла удары должны быть направлены вертикально и точно на отрубающий инструмент.

Последний удар должен быть слабым. Максимально возможный удар – размашистый, когда кувалда описывает в воздухе полный круг. Такой удар применяется при рубке толстых заготовок и других работах.

При работе с кувалдой особенно при размашистых ударах молотобойцу необходимо стоять под углом 90 градусов по отношению к кузнецу.

Кувалда имеет два бойка – оба плоские или один плоский, а другой – клиновидный.

Фасонные молотки применяются в основном в художественных работах при загибе сложных заготовок, отгибке листьев на шпераках при выколотке на металлической форме (нижнике).

При работе с проволокой необходимо иметь деревянные молотки. Фасонные молотки, так же как и шпераки, могут изготовляться мастером по необходимости и быть весьма разнообразными.

Разнообразие и количество вспомогательных инструментов очень велико. Их можно разделить на инструменты, с помощью которых видоизменяется заготовка (рубка, скручивание и т.д.), крепящиеся к деревянной ручке и имеющие свои подобия, называемые нижниками; их вставляют в квадратные отверстия наковальни и на удерживающие инструменты – разные формы горновых клещей.

Зубила и подсечка являются инструментами для рубки металла. Рубку производят между подсечкой и зубилом. Кузнечное зубило имеет отверстие для рукоятки.

Подсечка вставляется в отверстие наковальни четырехгранным хвостом. Иногда заготовку кладут на специальную незакаленную площадку у основания рога наковальни и рубят одним зубилом.

Зубило применяется для рубки металла в холодном и горячем состоянии. По форме зубила могут быть прямыми, полукруглыми, фасонными и односторонними. Зубила для рубки по холодному металлу затачиваются под углом 45 градусов, для рубки по горячему – под углом 60 градусов.