Ковальське ремесло - один з найстаріших способів обробки металу. Однак, навіть в наше століття розвитку високих технологій, воно не втратило свого значення і навіть набирає велику популярність.
Кування своїми руками досить непростий технологічний процес, для цього потрібно знати хоча б основні прийоми роботи з заготівлею, а також правила нагрівання і загартування металу. Також потрібно мати поняття, як використовувати обладнання. Якими навичками потрібно володіти для виготовлення виробів ковальським способом і як кувати метал?
Етапи кування і прийоми
Гаряча кування включає в себе велику кількість прийомів, що використовуються в обробці металу. Однак сама технологія складається з основних етапів.
- Нагрівання заготовки.
- Кування.
- Стабілізація металу.
- Загартування (по потребі).
Кожен окремо взятий етап має велике значення. Неправильно витримана температура нагріву заготовки призведе в подальшому до псування виробу, то ж стосується і занадто швидкого охолодження.
При куванні також потрібно дотримуватися технологічний процес, інакше просто заготовка буде зіпсована. На цьому етапі використовують безліч прийомів в залежності від того, який виріб виготовляють.
Стабілізація металу має на увазі поступове охолодження готового виробу. Цей технологічний етап сприяє нормальній кристалізації сильно розігрітого матеріалу. Головне завдання - не допустити порушення внутрішньої структури, появи раковин і тріщин.
Загартування металу в маслі
Загартування використовується для додання готовому виробу твердості за рахунок зміни кристалічної решітки під час високотемпературного нагріву. Найчастіше в ковальській справі цей етап проводять, виготовляючи інструменти, які під час використання будуть відчувати великі навантаження. Основна вимога до загартування - не зробити метал занадто тендітним (перегартувати) або, навпаки, дуже м'яким.
Отже, як відбувається кування металу своїми руками і які прийоми застосовують на кожному з етапів робіт?
Нагрівання заготовки перед куванням
Зазвичай для ковки сталевих предметів використовують готові заготовки у вигляді литих сталевих болванок необхідного розміру. Своїми руками таким способом можна виготовити не дуже великі предмети і дрібні інструменти, тому для нагрівання використовую ковальський горн.
Найкраще приступити до нагрівання заготовки відразу ж після її виливки, коли вона охолоне до темно-червоного кольору. Також можна прогріти матеріал попередньо перед приміщенням в осередок. Попереднє нагрівання проводять з кінців до середини, щоб уникнути появи напружень і тріщин в структурі металу. При цьому температура дотримується в межах не більше 300 градусів. Перевіряють цей показник розливанням на поверхню болванки машинного масла: якщо воно горить, то заготовку переміщають в осередок.
Температуру в горні спочатку задають невисоку, поступово збільшуючи згодом до потрібної межі.
Помилковою є думка про те, що чим більше нагріти сталь, тим краще її кувати. При сильному розігріві такий матеріал дійсно ставати м'якше, однак, не варто забувати про такі процеси, як перегрів і перепалив металу.
Перегрів змінює кристалічну структуру матеріалу заготовки і при подальшій куванні він може просто розвалитися на окремі фрагменти.
Перепалив змінює хімічні властивості стали, коли з її складу випалюється більшу кількість вуглецю.
За даними таблиці можна зрозуміти будь температурних рамок варто дотримуватися під час нагрівання різних сортів стали при куванні. Визначають ступінь напруження металу по його колірному спектрі. Наприклад, якщо заготовка має забарвлення яскраво білого кольору, значить, вона розігріта до 1200-1300 градусів. Чим більше темне забарвлення металу, тим він холодніше. На фото зображена схема співвідношень колірного спектра до температури.
Як за кольором визначити температуру нагрівання
Як за кольором визначити температуру нагрівання
процес кування
Коли заготовка буде розігріта до необхідної температури, її варто обжати. Це потрібно робити для усунення різних раковин, пустот і тріщин в структурі болванки. Процес проводять у такий спосіб. Заготівлю витягують з горна і ударами молота проходять її поверхні від середини до країв (спочатку верхнього, а потім нижнього).
Перш ніж планувати виготовлення речей, варто розраховувати на те, що при обтискача заготівля втратить частину свого обсягу у вигляді окалини. Вона утворюється на поверхні болванки, звідки її видаляють, використовуючи інструменти: кліщі і щітки.
Коли обжимка проведена, переходять до власне поковки вироби. При цьому використовують різні прийоми для отримання потрібної форми.
Щоб на поверхні утворилися потовщення, використовують спосіб місцевої опади. Також цей прийом використовують, якщо потрібно зменшити довжину заготовки і зробити її більш товстої. Для цього майстер наносить удари зверху заготовки, розташованої у вертикальній площині. При цьому метал буде деформуватися і потовщуватись. Зручно робити повну обсадку, затиснувши розігріту заготовку в лещатах, але потрібно поспішати, інакше метал буде дуже швидко остигати від холодного пристосування для затиску.
Після опади знову потрібно зробити обтискача, щоб надати структурі однорідність!
Одна з різновидів опади - висадка. Її використовують, коли потрібно отримати на поверхні виробу потовщення. Для цього нагрів заготовки роблять тільки в місці висадки.
Якщо потрібно, навпаки, подовжити заготовку, проводять так звану протяжку. Використовують три способи, якими можна зробити цей прийом. Найбільш простий - протяжка на плоских бойків. Для цього заготовку розігрівають. Далі, її проходять молотом по всій довжині і, перевертаючи на 90 градусів, роблять ту ж роботу. Прийом намагаються проводити за один розігрів. Досить часто використовують такий підвид протягання, як розплющення по всій довжині. Основні інструменти при цьому молот або кувалда.
Протяжка (витяжка) металу
Іноді при куванні в домашніх умовах потрібно зробити в виробі наскрізне або глухий отвір. В такому випадку використовують прийом прошивки. В якості основного пристосування виступають пробойники різного перетину. При цьому заготовку розігрівають і укладають на ковадло зверху круглого отвору. Встановивши пробійник, по ньому завдають ударів. Прошивку можна робити як з одного боку, так і з обох.
Для поділу заготовки або вироби на частини використовують спосіб рубки. Нагрівають метал до темно-червоного кольору і, уклавши його на ковадло, ковальським зубилом рубають три четвертих його товщини. Після чого поковки перевертають і дорубают залишок, використовуючи ті ж інструменти.
Також досить часто в ковальській справі використовую спосіб гнучкі заготовок. Прості форми отримують, використовуючи в якості основного пристосування ковадло з отворами. Більш складні ковані елементи формують, згинаючи заготовки на різних шаблонах.
Гнучка металу на оправці
Ще один прийом, часто використовується в художньому куванні - скручування. Заготівлю при цьому розігрівають і жорстко фіксують в лещатах, інший кінець провертають, використовуючи як основне обладнання комірець.
Коли виріб готовий потрібно стабілізувати метал.
стабілізація
Дуже швидке охолодження матеріалу кованого виробу призведе до нерівномірного кристалізації металу. Як наслідок в структурі утворюються напруги, раковини і порожнечі. Щоб уникнути таких негативних моментів, коли завершитися кування металу в домашніх умовах, потрібно задати поступове та рівномірне охолодження.
Охолодження металу в горні
Невеликі поковки можна залишити в осередку горна, де метал буде остигати разом з піччю. Найпотужніші ковані вироби можна засипати гарячим вугіллям і присипати золою.
Чим масивніше виріб, тим більше плавним має бути охолодження.
Навчитися куванні для початківців краще у досвідченого майстра. Існує багато різних прийомів і способів такої обробки та виготовлення речей, які може показати фахівець. Тим більше при відсутності практики досить важко дотримуватися технології нагрівання і стабілізації металу, без яких виріб або не вийти, або буде неякісним.
Однак ручна ковка не така складна і найпростіші речі можна досить швидко навчитися виготовляти самостійно.