КОВКА: процесс, инструменты, материал

Процесс изготовления кованого изделия является одновременно искусством и ремеслом. Ведь с помощью огня и молота - основных элементов технического процесса - металлу придают новую форму. Одним из этапов технологического процесса ковки является накаливание металла до красного или оранжевого цвета, хотя в некоторых случаях железо обрабатывается в холодном виде. В обработке железа также нужны и другие инструменты, такие как наковальня, щипцы и т.д., но основное все же - это огонь.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Поскольку кузнецам в основном приходится иметь дело с раскаленным металлом, светящимся ярко-красным цветом, большинство из них предпочитает работать в темных мастерских, которые имеют свою неповторимую атмосферу

Кузнец - это мастер, занимающийся обработкой металла. В давние времена первой и главной задачей кузнеца было подковывать лошадей и другой скот, работающий на поле или перевозящий грузы. Лошадиная подкова представляет собой скобу, изогнутую в виде буквы «U», служащую для защиты копыт. Эта процедура была настолько востребована, что превратилась в один из основных типов обработки железа. С течением времени общество развивалось и необходимость в кованом железе заставило совершенствовать процесс его обработки и тем самым расширить границы применения изделий из металла. Кузнечные технологии менялись, оставляя за собой богатейшее наследие разнообразных стилей: от Римской империи и античных греков до эпохи модерна, когда ковка достигла своего апогея.

Как правило, конечный вид и сложность изделия зависят от технической оснащенности кузницы. Использование в кузнечном деле механических молотов и прессов, работающих на гидравлике, позволило ускорить производственный процесс, что дало возможность создавать более сложные изделия. Поэтому во времена расцвета барокко, и особенно в период развития стиля модерн популярными декоративными элементами стали спиральные завитки и растительный орнамент.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Раскаленная докрасна железная заготовка. По цвету раскаленного металла можно определить его температуру. Каждый этап обработки заготовки производится при определенной температуре.

Основной набор оборудования для ковки металла включает в себя:

  • горн для плавки металла;
  • наковальню;
  • щипцы для фиксации раскаленного железа;
  • молот для отбивания металла;
  • бочка с водой для быстрого охлаждения железной заготовки;

Кузнечный горн представляет собой конструкцию, включающую в себя топку (топливом является уголь) и рычаг. Рычаг соединяется с мехами, из которых при повороте рычага в рабочую камеру под давлением впускается воздух, разжигая пламя, это позволяет кузнецу быстро разогревать железные заготовки, которые выкладываются прямо поверх угля. Топка или очаг горна в основном используются для нагревания и ковки металла. Огонь внутри очага разжигается с помощью воздуха, который подается через ручные или механические меха - с их помощью также можно контролировать температуру нагрева металла. Но такой кузнечный горн остался в прошлом, в настоящее время ему на смену пришли новые более эффективные устройства, работающие на газовом или нефтяном топливе.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Кузнец, ударяющий молотом по раскаленному металлу. Молот и наковальня - самые главные предметы в кузнице, именно они позволяют кузнецу проявить свой талант и профессионализм.

Следующий элемент кузни - наковальня, представляет собой блок из твердого железа, который используется в качестве опоры для ковки металла. Ее грани приспособлены для того, чтобы облегчить процесс обработки металла. Наковальни могут быть снабжены круглыми или квадратными отверстиями наверху, которые нужны для пробивания отверстий в заготовках. Одна из сторон наковальни обычно имеет коническую форму, которая используется для сгибания поковок. Это самая прочная и устойчивая конструкция для обработки металла, вес ее может достигать нескольких сотен килограмм.

Самым используемым в кузнечном ремесле инструментом является молот. Больше всего распространены модели молотов с круглым бойком и кувалды. Молот с круглым бойком - это стальной инструмент с деревянной рукоятью и головкой цилиндрической формы. Закругленный боек используется для обработки или клепки плоских поверхностей, его размер зависит от размера поковки. Основной молот (кувалда) состоит из рукоятки (обычно деревянной) и тяжелого металлического бойка.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Наковальня - стальная плита, которая обычно крепится на деревянной колоде, ее высота подгоняется под рост кузнеца.

Одним из самых древних и до сих пор весьма востребованных инструментов являются клещи. Они бываю разных форм и размеров и используются для фиксации раскаленной заготовки. Клещи просто незаменимы для определенных этапов работы. например, прежде чем начать трудиться над каким-нибудь нестандартным изделием, мастер сначала изготавливает специальные щипцы или клещи, которые, по его мнению могут пригодиться ему в предстоящей работе.

В традиционных кузницах над горном часто можно увидеть зонты (вытяжки) для дымовой трубы, которые служат для отвода дыма и пыли, образующейся в процессе обработки металла.

В настоящее время основными материалами в кузнечном деле являются сталь и чугун. Сталь представляет собой сплав железа с углеродом, одним из ее важных качеств является высокая прочность на сжатие и растяжение, большая по сравнению с чистым железом твердость, а также ей свойственна исключительная пластичность. Сталь в первую очередь используется в производстве строительных конструкций, из нее изготавливают балки. брусья и столбы. Кроме того, сталь прекрасно подходит для литья и художественной ковки. Чугун - это еще один сплав железа и углерода. структура чугуна не ковкая, он плохо поддается пластической деформации и пайке, тем не менее благодаря своей прочности, коррозийной и износостойкости он широко используется в производстве изделий разных размеров и степеней сложности. Возможности применения чугуна поистине безграничны, но главным преимуществом является то, что по сравнению со сталью он легче обрабатывается и обладает большей устойчивостью к тепловым и механическим нагрузкам.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Процесс ковки готового изделия. Обрубка. компоновка и сварка - основные операции по обработке кованого железа

При ковке происходит пластическая деформация металла, которая позволяет придать ему практически любую форму. Такой метод принципиально отличается от других кузнечных технологий, когда материал обрабатывается и обрезается на токарном или фрезерном станке или когда готовая металлическая деталь создается путем заливки в форму (литье). Температура плавления железа равна 1500С. Соединяя железные элементы с помощью ковки, газовой или электросварки, а также используя другие элементы, такие как заклепки, болты и винты, кузнец может создавать прочные и надежные конструкции. С помощью различных технологий из кованого железа можно создавать огромное множество изделий: решетки, мебель, оружие, скульптуру, лестничные ограждения, перила, кухонную утварь и многое другое, на что только способно Ваше воображение.

Необходимо упомянуть об одном из самых важных процессов в кузнечном деле - о закалке металла, поскольку именно она отвечает за прочность. стабильность и долговечность изделия. Закалка производится путем нагревания железа до очень высокой температуры и резкого охлаждения в воде или масле. В момент внезапного охлаждения тип кристаллической решетки железа меняется, и материал становится более твердым. Этот способ обработки металла использовался с древних времен при изготовлении оружия и всевозможных инструментов.

Изготовление кованых изделий ООО «ПО ДЕРЕВУ»
Ковка раскаленной железной заготовки на промышленном молоте

Весьма популярным методом обработки поверхности кованых железных изделий является скобление и чистка песком или проволочной щеткой - после такой обработки материал выглядит чистым и отполированным. А слой лака нанесенный затем на изделие, создает очень интересный эффект. С помощью этого метода застаревшему и состарившемуся железу можно подарить вторую жизнь.

Кованое изделие нельзя считать готовым, если оно не покрыто специальным защитным слоем. металл не должен контактировать с воздухом, особенно если изделие должно находиться на улице. Раньше кованое железо покрывали слоем олифы или растительного масла с добавлением толченых минералов, таких как мел. Также для защиты металла от коррозии использовался свинцовый сурик, иногда его смешивали с растительным маслом. Для того, чтобы защитный слой стал более прочным, его наносили на железо в горячем виде - так состав лучше заполнял поры металла. Однако в начале XX века производство эмалей, красок и других антикоррозийных химических смесей достигло высокого уровня, что помогло окончательно решить проблему защиты металлических изделий.