Ковка
Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры. Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250—800 °С, для меди 1000—650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480—400 °С. Особым видом ковки является холодная ковка, осуществляемая без нагрева деформируемого металла.
Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:
-обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы.
-сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.
В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую.
Инструменты
-наковальня
-молот
-ручные молоты (небольшие), которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает предмет.
-механические молоты. Важный элемент механического молота — наковальня, или нижний боек, на который кладётся предмет.
-кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладёт на наковальню и поворачивает предмет во время ударов молота.
-подъёмные краны по обеим сторонам механического молота. Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания её во время ковки. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня, имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу.
Процесс ковки
Нагрев болванки
Для изготовления предметов путём ковки берётся отлитая стальная болванка. Её необходимо сперва нагреть. Для этого вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Их размер, форма и количество зависит от производства и размера болванок. Для мелких вещей применяются обыкновенные кузнечные горны. Для крупных — пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших болванок устраивают газовые печи.
Обжимка болванки
Стальная болванка — это не одно сплошное однородное тело. Она переполнена внутри раковинами и пустотами различной формы и величины. Поэтому сразу после выдачи болванки из печи их уплотняют — ударами молотка обковывают болванку кругом, начиная от середины к нижнему концу болванки, затем к верхнему, прибыльному. Это называется «обжимкой болванки». Образовавшаяся во время нагрева окалина на поверхности болванки частью сама отваливается при обжимке, частью отбивается ломиками и счищается метлой. Поэтому болванка отливается значительно большего размера и веса по сравнению с задуманным предметом. Отношение площади поперечного сечения болванки к площади готового изделия принимали раньше от 6 до 10. Теперь, при более плотных отливках, довольствуются отношением от 3 до 4.
Заготовка
Обработку стальной болванки под молотом можно разделить на две части: на заготовку и на окончательную отделку.
Заготовка предназначена для того, чтобы уплотнить болванку, и придать ей в грубом виде необходимые размеры и формы. Формы и размеры заготовок и способы ковки зависят от вида изделий. Заготовки по виду разделяются: на заготовку сплошных цилиндров, пустотелых цилиндров, колец, заготовку плоских вещей, и т. п. Способы ковки при этом также имеют разные названия.
Окончательная отделка
После заготовки предмет имеет довольно грубую и неровную поверхность, для выравнивания которой оставлен некоторый запас против требуемых размеров. Для этого предмет очищают ещё раз зубилом от всех трещин, волосовин и лёгкими и частыми ударами молотка проходят кругом всю его поверхность. Наконец, окончательно проверяют предмет посредством кронциркулей, линеек, или шаблонов и, если окажется надобность, его выправляют и т. п.
Для придания более чистого и гладкого вида употребляются разного рода гладилки и штампы, а иногда во время ударов молота поливают поверхность водой, вследствие чего приставшая окалина лучше отскакивает и предмет выходит чище. Такое выглаживание производится всегда в самом конце, когда изделие уже остыло до буро-красного каления и поэтому носит название холодной К. или наклепки.
Виды ковки
Ковка лошадей
Ковка лошади — прикрепление к её копытам подков, защищающих копыта от повреждений. Ковку лошади выполняет коваль — кузнец, имеющий познания в ветеринарной ортопедии и обладающий навыками обращения с лошадью.
Художественная ковка
Художественная ковка — это изготовление методом обработки металлов, который имеет общее название ковка, любых кованых изделий, любого предназначения, имеющих в обязательном порядке свойства художественного произведения. Близкое к такой формулировке пояснение можно встретить в словарях по общественным наукам.
Изготовление кованых изделий
В современном мире принято различать два вида ковки: горячая и холодная.
Горячая ковка это традиционный кузнечный способ ручной ковки. Кузнечному делу обучаются в специализированных заведениях. Изделия создаются методом нагревания металла в горне или печи и ручного придания ему нужной формы с помощью молотов, кувалд, ручников, наковален, стуловых тисков, кузнечных клещей, гладилок, раскаток, всадного инструмента и пр. С помощью изготовленных вручную форм и молотов создается фактура поверхности. После формовки и обработки поверхности производится ручная обработка граней. Элементы изделий затем соединяются при помощи сварки, либо с помощью заклепок или конструктивных элементов. В процессе ковки металл уплотняется, что повышает его прочностные характеристики. Особенность способа заключается в том, что создание изделия и его обработка ограничены только мастерством кузнеца и полетом его фантазии.
Холодная ковка это деформация металла без его нагрева. Выполняется при помощи сгиба на специальных станках и шаблонах: «улитка», «твистер», «волна», «гнутик» и пр. В процессе деформации металла «на холодную», его прочностные характеристики снижаются. Как правило узоры изделия, его формы и обработка ограничены возможностями оборудования. Для придания конструкции художественного вида используются кованые элементы заводского производства (листья, «фонарики», цветы, узоры и пр.), приобретаемые по каталогам у крупных производителей. Основным поставщиком элементов в Россию является Китай. Также в создании узора участвует болгарка (обрезание концов квадратного либо круглого прута) и сварочный аппарат, который собирает детали узора вместе. Этот способ не требует кузнечных навыков, поэтому получил широкое распространение.