Основы технической и художественной ковки

Этот раздел для тех, кто впервые решил попробовать себя в ковке.

Что такое ковка? Ковка – это прежде всего труд, труд, требующий не только желания им заниматься, но и навыков, необходимых в данной работе.

С чего начать?

Начните с теории, просмотрите учебник по Технологии металлов, для начала подойдёт учебник для ПТУ и техникумов, в нем проще всё сказано, без лишних слов.

Определим основные кузнечные операции, которые нам придётся освоить:

– Вытяжка металла;

– Обсадка (осадка) металла;

– Высадка металла – сюда входит штамповка и фактуровка (нанесение пробитого рисунка на поверхность);

– Рубка металла;

– Гибка металлов;

– Пробивка и прошивка отверстий;

– Торсировка или скручивание заготовок.

– Сварка и провар металла (кузнечные способы);

– Уплотнение металла и нанесение наклёпа на поверхность;

– Термообработка поковок.

Освоение этих операций составляет весь основной спектр кузнечных работ. Но, чтобы освоить их в полном объёме, вам понадобится не мало времени и труда, придётся перековать тонны металла. Научившись этим операциям, вы освоите ковку на профессиональном уровне, и не встанете в тупик, когда придётся изготавливать (ковать) незнакомое изделие.

Какие стали чаще всего приходится ковать? Старые кузнецы определяли их так: «глина», «резина», «сухарь».

Низкоуглеродистые стали с содержанием углерода С— до 0,15% («глина»). 2 

Среднеуглеродистые стали с содержанием углерода С— от 0,15% до 1,0% («резина»). 2 

Высокоуглеродистые стали с содержанием углерода С— от 1,0% и выше («сухарь»). 2 

Чугун, сплав железа с углеродом с содержанием углерода С— более 2,0% (не куётся) 2 

Часто в руки кузнеца попадают стали марганцовистые, их можно определить по грязно-красному цвету окислов сразу после ковки (не путайте с цветом ржавчины), цвет же окислов на других сталях серо-синий. Эти стали часто сбивают с толку неопытных кузнецов. Особенно при изготовлении инструмента: сталь вроде упругая, «углеродистая», но увы, при небольшом нагреве, что происходит при работе данным инструментом на горячем металле, становится «вдруг» мягкой (содержание марганца до 5,0% – сталь конструкционная, до 12,0% – марганцовистая)

Прежде, чем приступить к работе вначале изучим таблицу цветов нагрева сталей:

550°С – 650°С – от тёмно-коричневого до тёмно-красного

650°С – 720°С – от тёмно-красного до тёмно-вишнёвого

720°С – 800°С – от тёмно-вишнёвого до светло-вишнёвого

800°С – 900°С – от светло-вишнёвого до светло-красного

900°С – 1000°С – переход в оранжевый цвет

1000°С – 1150°С – тёмно-жёлтый (тёмно-соломенный)

1150°С – 1250°С – светло-жёлтый (светло-соломенный)

1250°С – 1300°С – ярко-жёлтый с переходом в белый (точка плавления чугуна,) температура сварочного жара.

1300С и выше – белый (переход в расплав, рассыпание высокоуглеродистой стали, точка провара металла). о

Основные инструменты кузнеца

Основной инструмент (станок) кузнеца, на котором производится ковка металла. Вес наковальни, которая необходима для работы, определяется просто: берётся вес молота (кувалды) и увеличивается в 10—20 раз. Обычно стандартная наковальня весит 90 кг НАКОВАЛЬНЯ:

Основные названия частей наковальни: тело – самая массивная часть наковальни; лицо или зеркало – верхняя поверхность (рабочая, самая прочная часть); рог – круглый уступ; хвост – плоский уступ; кромка – внешняя и внутренняя грань наковальни; мягкая площадка – между рогом и зеркалом (с уступом); два отверстия в хвосте, одно круглое до 16 мм, другое квадратное от 28х28 до 35х35 мм.

Бывают и другие виды наковален, но это уже специализированные инструменты и работать на них сложнее.

Тяжёлый молоток кузнеца, весом до 2,5 кг, основной рабочий инструмент. Насажен на деревянную рукоятку, (дерево; берёза, орех, черемуха, рябина и другие, но не ель, сосна, дуб, ольха и другие «хрупкие» породы). Длина рукояти, от отведённого в сторону большого пальца до сгиба локтя. РУЧНИК:

Как правильно работать ручником:

Удары ручником бывают: кистевые, локтевые и плечевые.

: лёгкие удары, которые наносятся на поковку при правке, доработке. В этом ударе работает только кисть руки. Кистевые

: основные удары, которыми работает кузнец. Исходное положение: ручник на плече, толчок рукой, ручник идет вниз, удар. Локтевые

: удар с плеча. Исходное положение: ручник на плече, толчок с подъёмом вверх, импульс с верха, удар. Плечевые

При ударах ручником кисть руки должна быть свободна, не напряжена. Импульсы при ударе посылаются дважды: первый толчок с плеча, далее свободное падение ручника и второй импульс в момент удара по поковке (как в карате или боксе). При напряжённой кисти удар гасится (слабеет), но отдача в руку сильнее. Ни в ком случае не сдвигайте траекторию падения ручника, не бейте с потягом на себя или от себя, при этом значительно слабеет удар и нельзя использовать энергию отдачи для возврата ручника на плечо. Результат: затраты энергии выросли, а работа уменьшилась, быстро устаём.

Инструмент-нижник. Предназначен для рубки заготовок методом наложения заготовки на рабочую заточенную часть и ударами по заготовке ручником. Имеет вид зубила с квадратом в нижней части, предназначенным для установки в отверстие наковальни. ПОДСЕЧКА:

С чего начать?

Начнём с нагрева металла.

Заготовку, пруток или квадрат 10—12 мм, длиной 600—700 мм, поместим в горн, так, чтобы конец прутка находился в центре пламени. Нагреваем, пруток начинает менять цвет от тёмного до красного, наконец, он исчезает, становится невидимым, температура прутка равна температуре пламени. Достаём пруток, он светится или соломенным, или светло-соломенным цветом, это температура ковки. Металл стал пластичным и легко деформируется под ударами ручника. Если мы нагреем пруток до более высокой температуры (до белого каления), металл начинает гореть, идёт интенсивное окисление, раскидывая во все стороны звёздочки искр. Металл перегорел. В нем появились изъяны в виде канавок, а высокоуглеродистый рассыпается под ударами.

Упражнение – рубка на подсечке:

Положим разогретую заготовку на подсечку и ударами ручника отрубим небольшой кусочек. Как рубить? Стоя в полуоборот к хвосту наковальни, хвост должен быть со стороны руки держащей ручник. Другая рука держит заготовку горизонтально зеркалу наковальни. Первый удар наносим не сильный (примерочный), затем сильными рубим, в конце рубки удар ослабеваем и немного сдвигаем ручник в сторону отрубаемой части. При таком способе отрубаемый кусок раскаленного металла падает вниз на пол, а не летит вверх или в сторону.

Рубка на подсечке

Упражнение первое:

Разогреем заготовку (в данном случае пруток), поместим его на внешний край наковальни и будем вытягивать конец прутка. Метод: удар-поворот.

Ударяем ручником по раскаленному концу прутка, во время подъёма ручника для следующего удара, проворачиваем на 90° пруток, при следующим ударе проворачиваем пруток в обратном направлении. Таким приемом вытягиваем конец прутка в заострённый квадрат. Отрубаем квадрат на подсечке, как описано в первом упражнение.

Упражнение №1: удар – проворот

Не сдвигайте пруток на себя, вытягивайте только на внешней стороне наковальни, иначе конец будет не острый

Это упражнение отрабатывает синхронность работы рук, что в дальнейшем скажется на скорости ковки и точности ударов. Повторять его надо каждый раз перед началом работы, пока не достигнете автоматизма работы рук.

Упражнение второе:

Нагреваем заготовку примерно на 150—200мм по длине. С) Укладываем пруток на наковальню так, чтобы нагретый конец находился за передней кромкой на длину чуть меньшую нагретой части. Резкими ударами ручника по нагретой части гнем её. Ударом сверху, (у кромки наковальни,) и ударом сбоку фиксируем загиб. А, Б) Переносим пруток на хобот наковальни и лёгкими ударами сгибаем кольцо, так чтобы нагретый конец прутка коснулся загиба. Кольцо готово.

Гибка кольца на роге. А, Б, С – место гибки на наковальне, стрелка – направление удара

Освоив гибку кольца, перейдите на гибку таким-же образом эллипса. Это упражнение позволит вам свободно перейти на гибку рукояток инструмента.

Упражнение третье:

Освоив гибку кольца и эллипса, на том же прутке, но с другого конца оттянем плоскость и подбив её с боков получим заготовку отвёртки, остаётся только обрубить на подсечке кончик и отвёртка готова. Попробуй тем- же способом изготовить заготовку зубила, шила, монтировки и т. п.

Упражнение №3

Освоив эти простые упражнения, можно перейти к более сложным. И всегда соблюдайте правило: никогда не наносите сильный удар первым, вначале слабый (пробный), чтобы удостоверится, правильно ли лежит поковка. Затем сильные (ковочные) удары. Это правило соблюдайте при каждой смене позиции ковки.

Упражнение четвёртое:

Возьмём пруток 14—18мм, нагреем конец на 50—60мм загнём его на внешней кромке под 90°. Положим загнутым концом вверх, на зеркало наковальни. Сильными ударами посадим загнутый конец. Затем перенесём пруток на внешнюю кромку так, чтобы выступала обсаженная часть. Ударами ручника под углом в 45—50°, использовав кромку, как подсекающую часть, с небольшими проворотами высадим головку.

Упражнение №4

Данное упражнение позволит вам изготавливать головку болта, шарик на прутке, цветоложе цветков, головки кованного гвоздя и т. д.

Данные упражнения выполняются одним человеком без привлечения подручного. На освоение этих нехитрых упражнений требуется не так много временив, в среднем около недели. Не забывайте только постоянно повторять упражнение №1, оно необходимо для постановки кузнечного удара ручником.

Прежде всего необходимо освоить упражнение №4. Освоив изготовление шарика, отрубаем изготовленный шарик с ножкой, длина немного меньше длины будущего гвоздя. Затем оттягиваем ножку упр. №1. Нагреваем шарик и вставляем оттянутую ножку в отверстие гвоздильни (отверстие подбираем по диаметру ножки, которая должна входить в него свободно), чтобы шарик коснулся тела гвоздильни. Гвоздильня должна лежать рабочим отверстием напротив отверстия наковальни Сильными ударами высаживаем шарик в плоскую головку гвоздя. Даём немного приостыть и с обратной стороны резким, несильным ударом выбиваем гвоздь. Ковка гвоздя:

Ковка гвоздя

Как правило, в кузнице работают два и более человек. Основная работа на наковальне проводится в паре: кузнец – молотобоец. Этим достигается наибольшая эффективность работы и выполнение работ, которые сложно или невозможно выполнить одному кузнецу, без механических средств (молота, пресса).

При работе пары, старшим и ведущим работу является кузнец, молотобоец – подручный или помощник. Основным инструментом молотобойца является кувалда, или ручной молот, остальными инструментами работает кузнец. Молотобоец чётко выполняет указания кузнеца и его команды. . Это может привести к травме и другим последствиям. ПРОИЗВОДИТЬ УДАРЫ БЕЗ КОМАНДЫ — КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩЕНО

(ручной молот): – Тяжёлый молоток весом от 4 до 8кг (кувалдой большего веса без навыков и тренировки работать будет сложно и тяжело). КУВАЛДА

Насаженная на деревянную рукоятку длиной до 750мм без расклинки, т.е кувалда прогоняется с тонкой части рукоятки на утолщённую через всю её длину, до плотного крепления. Только такая насадка обеспечит надёжность.

Команды кузнеца

Кузнец подаёт команды молотобойцу, которые заранее обговорены, или голосом (что лучше всего при начальной работе или во время обучения), или ручником. Голосом: « « или «» и другие. Ручником: лёгкое постукивание по хвосту наковальни – « »; удар по заготовке – «; удар по наковальне – «»; положенный на бок ручник, или постукивание боком – « опустить кувалду к ноге, или положить на плечо». При работе инструментами верхниками (гладилками, пробойниками, подбойниками и другими инструментами), команды подаются только голосом. СТОП», «БЕЙ», СИЛЬНЕЕ», «МЯГЧЕ» ТИШЕ ВНИМАНИЕ! ПРИСТУПАЕМ К РАБОТЕ СЮДА» БЕЙ СТОП —

Работа на наковальне

Кузнец и молотобоец становятся по разную сторону наковальни, со стороны хвоста, образуя угол 45° по кромке наковальни, и 90° друг с другом так, чтобы траектория размаха кувалды и траектория удара ручника перекрещивались и не проходили через работающих.

Начинать работу в паре рекомендую с проковки полосы. Берём пруток диаметром 18 – 24мм, разогреваем, и проковываем полосу, размеры выберем произвольные. Ударом ручника кузнец показывает, куда наносить удар. Затем, ударом по наковальне, или командой «» даёт сигнал молотобойцу нанести удар кувалдой. Повторяем приём снова и снова. Силой удара ручника кузнец указывает, с какой силой необходимо бить кувалдой (молотом). Между ударами проворачиваем поковку (упр. №1 школы ковки), до тех пор, пока не остыл металл (720°С) Нагреваем заготовку снова и повторяем операцию. Затем, когда полоса приняла нужный вид, оправляем её гладилкой, и гладилкой же придаём нужные размеры. бей .

Виды ударов кувалдой (молотом)

1. – удар, при котором работают только локти рук. Исходное положение: кувалда на плече, рука на плече, где лежит кувалда, держит рукоятку посредине, вторая рука за свободный конец рукоятки и прижата к поясу запястьем. Импульсом толкаем кувалду с плеча и производим удар, ловим импульс отдачи и возвращаем кувалду в исходное положение, при этом рука, держащая за конец рукоятки, от пояса не отрывается, и в работе по переносу кувалды не участвует, а только придерживает её. При этом ударе энергия не высокая, но высокая скорость ковки и высокая точность удара. Локтевой

2. или «косой» – удар, при котором в работе участвуют обе руки. Исходное положение: кувалда на плече, одна рука держит рукоятку посредине, а вторая за свободный конец, но при этом рука не прижата к поясу, а рукоятка скошена в сторону данной руки. Импульсом толкаем кувалду сплеча вверх, в движении переводим руку, держащую за середину рукояти к свободному концу и в момент удара, даём дополнительный импульс. В момент отдачи возвращаем руку обратно к середине рукояти и возвращаем кувалду на плечо. При этом ударе очень высокая энергия удара, высокая точность, но скорость ниже. И этот удар является основным. Плечевой

3 – удар производится также, как и при плечевом, но с более сильным импульсом. Кувалда поднимается вверх и отводится назад, затем разгоняется, рука сдвигается к концу рукояти и дополнительным импульсом производим удар. Возврат такой же, как и предыдущем ударе. . Маховый

При этом ударе энергия ещё выше, но скорость и точность ковки понижается и требуются высокие затраты энергии. Применяются, когда требуется очень сильный удар.

4.  – удар самый сильный, но требует и самых больших затрат энергии, при этом ударе нельзя использовать энергию отдачи, как в предыдущих ударах. Удар производится из положения кувалда внизу, подъём через спину с круговым разгоном и мощный удар. В ковке не применяется из-за низкой точности. Применяется только для рихтовки крупных поковок и тавров, как правило, лежащих на земле, или на невысоких подставках. Маховый круговой

В некоторых кузницах, где нет пневмомолотов, а также в старых сельских и городских кузницах применялась для ковки болванка в полтора-два пуда (1 пуд = 16 кг), к которой крепились ручки, и два молотобойца размеренно, по команде кузнеца наносили удары, подымая бабу вверх и резко бросая на поковку. БАБА —

Рубка металла

Мы в предыдущей главе рассматривали рубку на подсечке. Здесь рассмотрим, как рубится металл на наковальне с помощью кузнечного зубила: