Мастерская художественной ковки
заказ по тел.: +7(915)2015670

Звонкая песнь металла

Кованые металлические изделия с их обобщенной лепкой формы хорошо сочетаются с современным интерьером. Поэтому спрос на них постоянно возрастает. Ими украшают как общественные, так и жилые помещения. В фойе театра, концертного зала можно увидеть декоративные решетки, напоминающие черное вологодское кружево, светильники, создающие обстановку уюта. Выразительный силуэт имеют кованые вывески у фасадов различных учреждений, а также уличные фонари. Они украшают улицу, придавая ей неповторимое своеобразие. Декоративные кованые изделия в равной мере могут украсить как интерьер школы, так и современную квартиру. Небольшие вещи, такие, как светильники, подставки для книг, ручки и петли для дверей, рамки для зеркал, декоративные блюда, наборные решетки и т. п., можно изготовить в условиях школьной мастерской.

Кузнечные изделия могут служить основой для выполнения на них художественной гравировки и инкрустации (насечки).

Кузнечное дело дает возможность на практике познать свойства "главного металла". Основы художественной ковки можно осваивать даже работая над миниатюрными вещами, используя в качестве заготовок обычные гвозди и стальную проволоку. Из них делают небольшие модели старинных кованых изделий: светцы, подсвечники, каминные и печные принадлежности, детали архитектурных сооружений и многое другое. Они могут стать хорошими экспонатами в школьном краеведческом музее. В качестве справочного материала в этой работе используют книги, альбомы по искусству, фотографии и музейные экспонаты. Даже выполняя сравнительно небольшие модели в технике холодной ковки, вы получите представление о сути ее основных приемов.
Горячую ковку производят в кузнице - специально оборудованной мастерской, в которой находятся горн, наковальня, подставка с различными кузнечными и слесарными инструментами, бак с холодной водой, точило, сверлильный станок, а иногда и сварочный аппарат.
Кузнечный горн и наковальня - самое необходимое оборудование кузницы. По сути дела, кузнечный горн - это печь для нагрева металла. В отличие от обычной печи топка ее открыта и она имеет не свободную, а принудительную подачу воздуха, работая на древесном или каменном угле.
Кузнечные горны делали из камня, кирпича и даже дерева. Для деревянного горна из бревен рубили сруб высотой примерно по пояс и плотно набивали его землей или глиной. Приблизительно такой же высоты выкладывали горн из кирпича или камня. Примерно в середине делали углубление - горнило, к которому сбоку подводили

ТОЛСТУЮ ТРУБУ из чугуна или меди -так называемую ФУРМУ или сопло. Через фурму воздух из мехов подавался в горнило, в котором находились раскаленные угли.
В стародавние времена меха первоначально приводились в движение вручную, а в крупных кузницах - ветряком или водяным колесом. Чем сильнее был поток воздуха, тем выше становилась температура в горниле. Кузнец клал стальную заготовку на раскаленные угли и нагревал ее до определенной температуры, которую определял по цвету каления. Газы, образующиеся при горении угля, поднимались наверх, вначале попадая в горновой кожух, или очелыш, затем - в трубу и на улицу.

Если есть возможность и специальное помещение, то можно выложить стационарный горн из кирпича вместе с трубой. У современных кузнецов распространен передвижной горн, который можно при необходимости поставить в любом месте и даже вынести на улицу. Горн имеет доступ со всех сторон, поэтому на нем удобно накалять любые сложные заготовки.

Современный горн представляет собой стол, сделанный из стального уголка. Детали соединены друг с другом сваркой или болтами. Сверху уголки располагают ребрами вверх. В образовавшуюся раму кладут толстый железный лист с отверстием, в которое вставляется воздушная камера с соплом. В металлоломе заранее подбирают подходящий толстостенный резервуар от какой-либо машины, приспособления и т. п. Сверху камеру накрывают так называемой подовой доской. Можно использовать обычные печные колосники, которые продаются в сельских магазинах. Остальное пространство листа закрывают одним слоем кирпича. Над колосниками образуется углубление - это и будет горновое гнездо, или горнило. Желательно, чтобы кирпичи, образующие его 00 стенки, были огнеупорными. Воздух в камеру через сопло можно подавать от пылесосов или компрессора. У пылесоса силу воздушного потока регулируют с помощью отверстия, которое имеется в патрубке, закрывая или открывая его надетой сверху трубкой. Над горном нужно обязательно сделать горновой кожух. По сути дела, это обычная вытяжка, которая имеется в любом школьном кабинете химии. Через него вредные газы будут выходить на улицу.
Размеры горна не указываются по той причине, что они будут зависеть от тех нестандартных деталей, которые окажутся в вашем распоряжении.

Устраивая кузнечный горн, не забывайте о противопожарной безопасности. Необходимо, чтобы кузница стояла в стороне от основных строений, имела каменный, земляной или бетонный пол. труба вытяжки отстояла от стены не менее чем на 20 см. Рядом с горном должна быть бочка с водой. Ее используют не только для охлаждения металла, но и в случае пожарной опасности. Чтобы вода в бочке была постоянно холодной, ее на две трети зарывают в землю. На расстоянии около двух метров от горна устанавливаются наковальня и подставка с кузнечными инструментами. В кузнице должны также быть стол со слесарными тисками и шкаф с набором слесарных инструментов, точило.
Кузнечный горн растапливают следующим образом. В горнило на колосники насыпают тонкий слой угля. Сверху кладут слой стружек и мелких древесных щепок, смоченных керосином, а также сухие дрова. На горящие дрова насыпают еще один слой угля и включают дутье. Постепенно уголь загорается, и, как только он раскалится докрасна, горн можно использовать для нагрева стальных заготовок. При этом уголь надо сбрызгивать водой, чтобы образовалась сверху корочка, удерживающая внутри угольной массы высокую температуру.

У раскаленной в кузнечном горне или муфельной печи стали во, много раз понижается прочность и увеличивается пластичность, которая и позволяет кузнецу "лепить" из нее нужные формы, как из пластилина. При отжиге заготовок и закалке стальных изделий температуру нагрева приближенно контролируют, ориентируясь на цвета каления.

При нагревании стали вначале один за другим быстро проходят цвета побежалости: от светло-желтого до серого. Через некоторое время вслед за последним цветом побежалости появится первый цвет каления. На первой стадии металл накалится до темно-красного цвета. Это сигнал, что температура нагрева достигла 650°С. При последующем нагревании, примерно при 700°С, металл станет вишнево-красным, при 800°С - светло-красным, при 900°С- оранжевым, при 1000°С - оранжево-желтым, при 1100°С - светло-желтым, при 1150°С - соломенно-желтым, при 1200°С металл накалится до белого цвета, как говорят, до белого каления. Если температуру нагрева увеличить еще на 200°С, то белый цвет не изменится, но станет значительно ярче. Заготовку из стали Ст1 вынимают из горна и начинают ковать при температуре 1300°С, то есть когда она будет доведена постепенно до белого каления. Прекращают ее ковать, как только она станет оранжевой, то есть когда температура упадет до 900°С. Лучший период ковки для стали Ст2 от 1250°С до 850°С; для СтЗ -от 1200°С до 850°С; для У7, У8, У9 - от 1150°С до 800°С; для У10, У12, У13 -от 1130°С до 870°С. Сталь можно ковать и в холодном состоянии, но процесс ковки будет более длительным, так как металл придется неоднократно отжигать. Однако мелкие и листовые детали обрабатывают холодной ковкой, и не только потому, что, имея небольшую массу, они быстро остывают, но еще и оттого, что при ковке в горячем состоянии происходит значительная потеря металла за счет образования окалины. В мелких деталях эта потеря особо ощутима. 'Для изготовления художественных изделий, а также металлообрабатывающих инструментов используются различные сорта o стали. В зависимости от химического состава стали делят на углеродистые и легированные, а учитывая область их применения - на конструкционные, инструментальные и специальные. Качество стали зависит от количества вредных примесей, какими являются сера и фосфор: чем меньше в стали этих примесей, тем выше ее качество.
Сталь обычного качества, содержащая от 0,1 до 0,3% углерода, называется поделочной, Она очень мягкая, пластичная, легко поддается обработке режущими инструментами, хорошо сваривается. При маркировке впереди ставятся буквы "Ст", а затем - цифры от 0 до 6, обозначающие порядковый номер стали (Ст1, Ст 2 и т. д.)- Каждому номеру соответствуют определенный состав и свойства стали.
С металлургических предприятий она поступает в виде прутков, полос, проволоки и листов, которые маркируются и частично окрашиваются в условные цвета. Сталь марки Ст1 окрашивается в белый цвет, Ст2 - в желтый, СтЗ - в красный, Ст4 - в черный, Ст5 - в зеленый, Ст6 - в синий. Сталь марок Ст0, Ст1 и Ст2 - один из лучших материалов для художественной ковки. Поскольку металл для различных работ в основном приходится брать из металлолома, необходимо хотя бы примерно знать, для каких изделий используется тот или иной металл.
Из стали Ст0 изготавливают строительную арматуру, ограждения лестничных маршей и другие конструкции, не требующие высокой твердости. Сталь Ст1 и Ст2 применяют для изготовления различных сварных конструкций, болтов, фланцев. Сталь марки СтЗ идет на изготовление болтов, гаек, шпилек, гвоздей, железнодорожных костылей. Сталь Ст4 подвергают цементации и цианированию, изготовляя из нее шестерни, толкатели, поршневые пальцы, червяки и другие подобные детали. Из стали Ст6 и Стб после термической обработки изготовляют пружины и рессоры.
Углеродистая качественная конструкционная сталь отличается 02 от обыкновенной меньшим содержанием вредных примесей. Поэтому механические свойства ее гораздо выше. Сталь маркируют цифрами, показывающими содержание углерода в сотых долях процента. Так, к примеру, сталь Ст 10 содержит 0,10%, а сталь Ст25-0,25% углерода.
Для художественной ковки лучшей из качественных конструкционных сталей считается сталь марок Ст10 и Ст15. Промышленность из стали этих марок изготовляет шпильки, крышки, муфты. В химическом и холодильном машиностроении из нее изготовляют трубы, патрубки, змеевики, корпуса и другие подобные детали.

Углеродистая инструментальная сталь используется для изготовления самых разнообразных инструментов. Маркируя инструментальную углеродистую сталь, впереди ставят букву "У" (углеродистая), рядом цифрой указывают содержание углерода в десятых долях процента (У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13). Сталь марки У7 содержит 0,7%, а У12 - 1,2% углерода. Если в конце марки стоит буква "А", то это означает, что сталь высококачественная и содержит минимальное количество вредных примесей (серы и фосфора). Некоторые углеродистые стали имеют повышенное содержание марганца, который увеличивает их износостойкость. В этих случаях после цифры, указывающей на процентное содержание углерода, ставят букву "Г" (например, У8ГА).
Инструментальная сталь, поставляемая предприятиями, маркируется и помечается условным цветом. Сталь У7 окрашивается синим и красным цветами, У8 - синим и желтым, У9 - синим и розовым, УЮ-синим и черным, У12 - синим и зеленым.
Для изготовления металлообрабатывающих инструментов применяют также легированные стали. Они содержат элементы, придающие стали определенные свойства. Никель (обозначается буквой, "Н") увеличивает коррозийную стойкость, твердость и прочность; хром (X) также придает стали твердость и прочность; молибден (М) придает металлу жаропрочность и повышает вязкость; вольфрам (В) и ванадий (Ф) повышают жаропрочность и уменьшают образование окалины; кремний (С) делает сталь более упругой и твердой, поэтому кремнистую сталь называют также пружинной.
К отдельным группам относятся быстрорежущие и шарикоподшипниковые стали, обозначаемые отдельными буквами. Быстрорежущая сталь (Р) выдерживает большую температуру при высокой скорости резания. Из нее изготавливают сверла, фрезы, токарные резцы и другие инструменты. Шарикоподшипниковая сталь (Ш) имеет высокую прочность, твердость и низкий коэффициент трения. Из нее изготавливают обоймы шарикоподшипников, а также различные инструменты.
Художники, работающие с металлом, часто инструменты для его обработки изготавливают самостоятельно из пришедших в негодность старых инструментов. Их отживают, чтобы сделать металл мягким и легким для механической обработки, затем, придав нужную форму, закаляют и отпускают. Для каждой марки стали существует определенный режим термообработки. Как же определить хотя бы приближенно марку стали, если на металлическом изделии нет ни клейма, ни соответствующей окраски?

Отобрав отслужившие свой век инструменты (надфили, напильники, рашпили, косы и т. п.), прежде всего следует определить, из какой марки стали они изготовлены. Чтобы круг поисков был как можно более ограниченным, следует знать, из каких видов стали изготавливается тот или иной инструмент. Так, напильники могут быть изготовлены как из инструментальной углеродистой стали (У10, У11, У12< У13), так и из легированной (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Об этом можно узнать из перечня инструментов, приведенного ниже. Изделия из инструментальной и легированной стали.

Но как определить конкретно, из углеродистой или легированной стали сделан, например, напильник? Для этого следует прибегнуть к простому старинному способу. Мастера подметили, что мелкая металлическая стружка, получаемая при обработке металла абразивным кругом, раскаляясь, дает сноп искр, имеющий для каждого металла свои характерные особенности. "Соломинки", из которого состоит сноп искр, у каждой марки стали свои особые: длинные, короткие, сплошные, прерывистые, кучные и редкие, ровные или имеющие утолщения; от каждой из них могут отделяться, порой очень обильно, мелкие яркие звездочки; в расчет принимается яркость свечения снопа искр, а также цветовые оттенки - от светло-желтого до темно красного.

Чем выше содержание углерода в стали, тем больше в снопе искр ярких звездочек. Если сталь содержит немного углерода, например около 0,12%, то искры, выходящие из-под абразивного диска, будут расходиться веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета, имеющих утолщения в середине и на конце (1, см. рис. на с. 105). Сталь, содержащая 0,5% углерода, имеющая среднюю твердость, образует примерно такие же искры, но от места среднего утолщения у них отделяется небольшое количество звездочек (2). От высокоуглеродистой инструментальной стали отделяются обильные искры со звездочками (3). У хромистой стали искры длинные, оранжево-красные; от: них, как тоненькие веточки от основной ветки, отходят под разными углами короткие искорки со звездочками на конце (4). Искры у вольфрамовой стали прерывающиеся, и к тому же у них небольшие утолщения на конце (5). Хромовольфрамовая быстрорежущая сталь дает одновременно короткие и длинные искры темно-красного цвета с утолщениями на конце (6).

Теперь вернемся к напильнику. Прежде чем приступить к его испытанию, необходимо обязательно надеть защитные очки, а недалеко от наждачного круга установить лист фанеры, окрашенной в черный цвет. На черном фоне искрение металла видно гораздо отчетливее, глазам приходится меньше напрягаться. Если мы с силой проведем напильником по наждачному кругу и получим обильные искры ярко-желтого цвета с множеством отделяющихся от них звездочек, то сможем сделать вывод, что он изготовлен из высокоуглеродистой инструментальной стали (У10-У13). И наоборот, сноп оранжево-красных длинных искр с разветвлениями и звездочками на конце говорит о том, что напильник сделан из легированной стали (ШХ6, ШХ9, ШХ15). Разумеется, таким способом определяется лишь примерный химический состав стали, но для любительской практики этого вполне достаточно.

Из таблицы видно, что сталь У11-У13, из которой сделан напильник, отжигается при температуре 750°С, а затем охлаждается постепенно на воздухе. Отжиг производят в муфельной печи, кузнечном горне или же в топке обычной печи. В электрической муфельной школьной печи отжигать металлические предметы удобно, так как встроенный термометр даст возможность проследить за температурой нагрева. Но глубина муфельной печи ограниченная.

Если напильник в нее не входит, его оборачивают в несколько слоев брезентом и переламывают сильным ударом молотка. Разломленный напильник вынимают из брезента, отжигают в муфельной печи, а затем медленно охлаждают. Образовавшаяся окалина часто мешает механической обработке. Поэтому, надев очки и рукавицы, ее сбивают молотком с помощью зубила. Отожженная и обработанная инструментальная сталь становится достаточно мягкой: хорошо обрабатывается напильником, пилится и куется. При минимальной твердости она имеет максимальную пластичность и вязкость. Это дает возможность изготовить из нее штихели для гравирования, чеканы, зубильца, сечки, пробойки, другие инструменты для художественной обработки металла. Изготовив из напильника нужный инструмент, его закаляют нагреванием согласно таблице до 780°С с последующим охлаждением в воде. После закалки сталь становится хрупкой, поэтому ее отпускают: нагревают до 180°С и охлаждают в воде или машинном масле. При отпуске температуру нагрева металла контролируют по так называемым цветам побежалости, которые соответствуют определенной температуре нагрева. О цветах побежалости можно более подробно прочитать в разделе "Декоративная отделка металла".

Материал взята с сайта http://komagatake.h1.ru/remeslo/kovka.html
Страница 1 - 3 из 3
Начало | Пред. | 1 | След. | Конец По стр.

Возврат к списку