Ковка изделий является одним из самых древних процессов, освоенных человечеством еще до нашей эры. На протяжении всего времени способы ковки усовершенствовались и превратились в искусство. В настоящее время существует множество способов обработки металла: холодная и горячая ковка; художественная ковка и производственная ковка; холодная и горячая штамповка и т.д.
Все виды ковки имеют принципиальные отличия в процедуре и отображаются на технических характеристиках готового изделия. От вида ковки зависят эксплуатационные характеристики металла и необходимые мероприятия для ухода за ним.
У ковки металла два основных назначения.
Во-первых, ковка металла придает ему необходимую форму. В большинстве случаев в процессе ковки используются болванки – бруски металла, которые при механическом воздействии принимают необходимую форму.
Во-вторых, ковка металла необходима для придания металлу необходимых качеств. Ковка применяется для изготовления самой прочной стали. Основными характеристиками для кованых изделий являются чистота металла и его твердость. Чистота металла влияет на его срок эксплуатации. Чем металл чище – тем менее он подвержен коррозии. Чистое железо не ржавеет вообще. Твердость металла является одной из характеристик, которая в зависимости от предназначения готового изделия может колебаться. Чем металл тверже, тем он хрупче. В ковке относительно твердости металла зачастую приходится находить золотую середину.
Самым первым и древним видом ковки является горячая ковка. Название говорит само за себя. Металл при горячей ковке нагревается до необходимой температуры (для железа она составляет около 1000 градусов по Цельсию) и подвергается механическому воздействию, например, осадке, обкатке, прошивке, высадке, раскатке, протяжке и другим операциям, значения которых приведены в конце статьи. Процесс обработки железа нуждается в специализированных знаниях, так как неправильная обработка металла приведет к снижению качества готовой продукции.
Ковка устраняет все дефекты литого металла, значительно повышая его механические свойства. Металл состоит из микроскопических кристаллов. При ковке кристаллы гнутся, изменяя его структуру, а при повторном нагревании в металле образуются новые кристаллы вместо деформированных. Это восстанавливает структуру, а так как новые кристаллики меньше, то металл становится прочнее, чем раньше. Именно поэтому кующимся изделиям необходим повторный или многократный нагрев. Особо крепкие виды стали подвергаются многократному нагреву, в результате чего структура таких изделий напоминает в срезе водяные знаки на деньгах. Многократную обработку стали можно увидеть на ножах, лезвия которых состоят из многочисленных слоев, которые видны невооруженным взглядом.
Изначально процедура ковки металла производилась вручную кузнецом. Технологический прогресс в настоящее время заменил во многих случаях ручной молот на механический. Однако эксклюзивные изделия с мелкими деталями выковываются по-прежнему вручную. Процедура горячей ковки с работой кузнеца называется свободной ковкой.
Свободная ковка в настоящее время применяется для изготовления эксклюзивных изделий, которые часто становятся украшением парков и приусадебных участков. Изготовление изделий свободной ковки очень трудоемкий прочес, который требует значительных затрат не только сил кузнецов, но и ресурсов. Поэтому изделия свободной ковки никогда не стоили дешево. Такие изделия являются вершиной кузнечного мастерства и ориентиром для других видов ковки.
Для производства ковки в кузнечный цех заготовки поступают в виде слитков или сортового проката. Заготовки в виде сортового проката поступают в основном для второго вида горячей ковки — горячей объемной штамповки. Некоторые специалисты относят штамповку к холодной ковке, однако процесс холодного штампования к ковке никакого отношения не имеет. Штамповка представляет собой процесс оказывания давления на металл, который при этом находится в форме (штампе). Процедура штампованной ковки сделала возможным серийный выпуск деталей, которые нуждаются в дополнительной прочности.
Отдельно стоит сказать, что к холодной ковке на самом деле относится один из процессов окончательной обработки будущего изделия, который называется наклепка. Наклепка представляет собой сглаживание неровностей поверхности изделия, когда оно уже остывает и темнеет. Сглаживание производится с помощью ударов молота или пресса по поверхности, а также поливания водой, в результате чего окалина, которая покрывает поверхность изделия, отскакивает.
В настоящее время изделия горячей штамповки нашли широкое распространение, так как основные операции производит специализированное оборудование. Операции, производимые оборудованием для горячей штамповки, позволяют кузням серийно производить базовые элементы художественной ковки: фонари, спирали, волюты, простые и окантованные листья, шишки, цветы, пики, улитки, шары и т.д.
Данные элементы скрепляются между собой с помощью сварки для получения готового изделия. Наиболее часто мы можем встретить такие композиции в виде заборов, козырьков, навесов и беседок. Также базовые элементы могут размещаться на калитках и воротах приусадебных участков. Огромный выбор форм базовых элементов позволяет включить фантазию и осуществить их сборку в большом количестве вариантов, как больше понравится.
Художественная ковка с применением свободной ковки или горячей штамповки применяется для создания уникальных композиций и конструкций, которое могут внести колорит в архитектурный ансамбль вашего дома или приусадебного участка.
Термины ковки:
Биллетировка – придает слитку металла цилиндрическую форму. Во время деформации граней на поверхности слитка происходит интенсивная проработка металла, предупреждающая появление трещин.
Отрубка – после биллетировки отрубаются донная, или донная и прибыльная части слитка. Отрубкой называется полное отделение части заготовки от слитка. Для этого используется механический топор.
Осадка – Механическая операция сжатия заготовки. В результате уменьшения длины или высоты увеличивается площадь поперечного сечения. При этом нередко используется неравномерное увеличение поперечного сечения при помощи подкладных колец. Осадка производится сферическими плитами, которые при последующей протяжке предотвращают образование торцовой утяжки. Для некоторых изделий осадка завершается обкаткой и правкой торцов. В случае отсутствия необходимого оборудования, которое может произвести необходимую осадку, процедура завершается разгонкой.
Прошивка – процесс получения в заготовке сквозных или глухих отверстий
Протяжка – Процесс увеличения длины заготовки. С помощью протяжки деформируется вся длина заготовки, и зерно измельчается по всему сечению. Наметка и пережим — вспомогательные операции при протяжке. Они необходимы для получения выступов, уступов и выемок на заготовке.
Раскатка – процесс формирования внутренних и внешних окружностей заготовки. Ведется на цилиндрической оправке. С помощью раскатки получают заготовки бандажей.
Гибка – процесс изгиба заготовки для получения необходимого угла.
А вообще, хотелось бы подытожить и сказать, что ковка – это достаточно трудоемкий процесс, в осуществление которого вкладывается много сил и эмоций, а в результате получается действительно очень качественный, «долгоиграющий», эстетический продукт.
Ведь не зря уже много лет существует поговорка: «Ковка – это красота, которая прошла долгий путь и застыла в металле».
