Ковка. Художественная ковка. Кованые изделия.

Элементы художественной ковки предполагают не серийное производство, а индивидуальное. Они отличаются от кузнечных металлоконструкций по внешнему виду.

Если человек имеет свой загородный дом, то и украшать его он будет, воплощая свои идеи в оформлении интерьеров каждого помещения. Элементы художественной ковки и кованые изделия для дома очень актуальны и в современном мире. Ведь в каждом отдельном индивидуальном доме должны быть и кованые лестницы и камины, кованые ворота и кованые ограждения. И украсить все это помогут изделия художественной ковки.

Нагрев

Материал для ковки нагревают в горне, который в настоящее время оборудуют электрическим вентилятором, нагнетающим в горн необходимое количество воздуха. Горн отапливают кузнечным углем или мелким коксом. Огонь следует постоянно поддерживать чистым, пламя не должно быть длинным, чтобы самый большой жар был внутри его. С этой целью время от времени пламя сверху поливают водой из жестяной лейки. Золу, которая образуется на дне горна, не раскалывая, выгребают из горна кочергой. Чтобы при чистке горна огонь не погас, в горн подкладывают дополнительно побольше топлива и дают ему возможность разгореться. Уголь в горн подсыпают по краям, а не сверху. Нагреваемый материал художественной ковки укладывают в горн под небольшой слой углей, где жар наибольший. Материал, уложенный слишком глубоко, охлаждается поступающим в горн воздухом, и нагрев здесь минимальный. Нагревать материал следует медленно, особенно крупные заготовки, с тем чтобы он достаточно прогревался. Нельзя допускать перегрева стали, особенно инструментальной во избежание образования трещин и разрушения при ковке. Если по недосмотру заготовка все-таки окажется перегретой, то перегретую часть следует отрубить. Наиболее благоприятный температурный интервал ковки 800—900°С. Прочность стали при этих температурах уменьшается примерно в 20 раз, а пластичность существенно увеличивается. Ковать при меньших температурах не следует. Например, при температуре так называемого синего каления, т. е. примерно 400°С, сталь становится очень хрупкой и легко разрушается.

Пробивка

Для клепки, продевания стержней и других подобных целей в обрабатываемой заготовке предварительно пробивают различные отверстия. Например, если требуется круглое отверстие, то для этого используют бородок. Заготовку укладывают на пробойную плиту, совместив ее отверстие с местом заготовки, в котором нужно пробить отверстие. После того как заготовка пробита приблизительно на половину толщины, из нее извлекают бородок, поворачивают ее обратной стороной и завершают пробивку. При художественной ковке отверстие пробивают обычно без потери материала. Вначале пробивают отверстие бородком наименьшего диаметра. Затем отверстие разгоняют цилиндрической оправкой, если же отверстие должно быть еще больше, то его расширяют бочкообразной оправкой. Если необходимо получить квадратное отверстие, то используют бородок, имеющий форму четырехгранной усеченной пирамиды. Для продевания стержней иногда требуются продольные отверстия различной длины. В этом случае используют вместо бородка зубило, которым просекают отверстие нужной длины. Последовательность операций при этом аналогична пробивке бородком. Нужную форму отверстия получают с помощью специально изготовленных оправок.

Клепка

Одним из средств соединения кованых элементов при художественной ковке является клепка. Клепки изготовляют из малоуглеродистых сталей из прутка несколько большего, чем сечение стержня будущей клепки. Инструментом для изготовления клепок служит гвоздильня. Для изготовления клепки конец стали, разогретый в горне, вытягивают несколькими ударами на наковальне и надрубают на насечки для вставки в отверстие, равное по размеру вытянутому концу. При установке заготовки в отверстие нужно помнить, что лицевая сторона гвоздильни та, у которой диаметр отверстия меньше. Остальную часть заготовки отламывают, оставшийся конец расклепывают. В результате получается головка клепки. Форма головки может быть разнообразной. Затем извлекают из гвоздильни клепку и отрезают ее до нужного размера. Этим же способом пользуются при ковке гвоздя с той лишь разницей, что конец вытягивают на острие. Ковка гвоздя и клепки делается на одном нагреве.

Оформление уступов

Выполнение работ, в результате которых на конце поковки оформляют участок иного сечения, допустим, меньшего по сравнению с исходным, называют оформлением уступов.

Обычно художественную ковку уступов выполняют на остром ребре наковальни. Заготовку укладывают поперек наковальни, ребро которой ограничивает длину оттягиваемого участка. Ударами кувалды по противоположной грани заготовки оформляют уступ. Если кузнец работает с подручным, то он отковывает уступы при помощи соответствующего подкладного молотка, по которому подручный наносит удары кувалдой. В одиночку кузнец может делать только односторонние уступы. При ковке двусторонних уступов без помощи подручного обойтись невозможно. В этом случае заготовку также кладут поперек наковальни (ребро которой точно отделяет протягиваемый участок), напротив ребра наковальни кузнец устанавливает подкладной молоток, и подручный сильными ударами кувалды по молотку выполняет собственно оформление уступа.

Высадка

Высадку применяют случаях, когда из более тонкой заготовки отковывают изделие, у которого на конце или на некотором ином участке должно быть утолщение, в частности, на конце должно быть утолщение сферической или иной подобной формы. Если заготовка короткая, то нагревают участок необходимой для высадки длины, после чего осуществляют высадку сильными ударами кувалды. Если высаживаемая часть должна получаться более широкой, а ее длина сравнительно небольшой, то в этом случае заготовку надо устанавливать холодным концом на наковальню, а удары наносить непосредственно по нагретому участку. Если, наоборот, высаженную часть необходимо получить подлиннее, заготовку устанавливают на наковальню горячим концом, а удары наносят по холодному концу. Более длинные участки высаживают, укладывая заготовку поперек наковальни, чтобы за пределами наковальни находился участок, предназначенный для высадки , подручный прижимает заготовку кувалдой, помещая ее напротив кромки наковальни, а кузнец ручником осуществляет высадку.

Иногда приходится высаживать заготовки настолько большой длины, что на рабочей поверхности наковальни осуществить высадку практически невозможно. В этом случае высадку заготовок производят на пяте наковальни. Клещи с заготовкой опирают при этом на рабочую поверхность наковальни. Наиболее сложно выполнять высадку средней части заготовки. Заготовка, должна быть нагрета только в том месте, которое необходимо высадить. Как правило, в горне такой точный нагрев провести невозможно, поэтому перед высадкой поливают водой те места, которые не должны быть высажены. И только потом высаживают заготовку сильными ударами.

Разновидностью высадки является изготовление металлических костылей. Из цилиндрической заготовки отковывают сначала стержень костыля квадратного профиля. Неоткованной оставляют лишь ту часть заготовки, которая необходима для получения головки костыля, лишнюю часть отрубают. Стержень вставляют в соответствующее отверстие гвоздильни и ударами ручника отковывают головку костыля.

Сборка кованых изделий

Очень важно определить при художественной ковке какие части изделия будут коваться целиком, а какие элементы будут изготовляться отдельно и затем собираться. Правильность технологического процесса сборки обеспечивает успех дела. Совершенно очевидно, что для разработки технологии необходимо иметь кроме рисунка изделия точный чертеж, составленный конструктором с учетом припусков на токарную или фрезерную обработку, если она необходима. Имея чертеж, можно рассчитать и массу требуемого материала для ее изготовления, прибавив к массе поковки отход металла на обсечку до 20-30%.

При разработке конструктивного чертежа деталей под ковку необходимо учитывать специфику этой техники и избегать нехарактерных для нее форм и конфигураций. К примеру, пересечение цилиндрических поверхностей между собой, а также избегать ребристых сечений, так как ребра в некоторых случаях сделать очень трудно (например, по контуру цилиндра), а иногда и невозможно. Детали с резкой разницей в размерах лучше делать сварными или собирать на резьбе.

Процесс работы над кованым изделием начинается с четкого представления его не только в целом, но и в деталях, продумав характер соединений. Это особенно важно, т.к. обуславливает порядок технологических операций.

В изделиях декоративно-прикладного искусства часто используются стекло, керамика, дерево, железо. Применяя разные материалы, прием соединения выполняет не только соединительную функцию, но и влияет на силуэт и характер изделия, подчеркивая его образную структуру. Это единство функционального и архитектурного является одним из главных свойств кованого металла.

Если в изделии использован единый растительный мотив, то целесообразно соединить детали сваркой и клепкой впотай или комбинацией этих двух приемов. В этом случае соединение выполняет только функциональную роль. В таких изделиях места соединений стараются закрыть, замаскировать рядом расположенным элементом - листочком, завитком, цветком. Этот прием характерен для стиля барокко. В других случаях, если изделие собрано из повторяющихся фрагментов или элементов соединением служит скоба или хомут - способ клепки с ярко выраженной декоративной головкой, которая может иметь любую форму: цветка, шарика и др. Все конструктивные изменения ясно выражены, и в этом случае они несут архитектурную функцию. Такой прием художественной ковки, характерен для изделий многих стилей и современных произведений.