Художественная ковка металла своими руками

Ковка имеют широкое применение: кованые изделия используются в быту, делают нашу жизнь безопасней, служа ограждениями, украшают дом и сад. Решетки на окна, перила и ограждения лестниц, винтажная мебель, декоративные изделия и цветочницы - все это кузнечная работа, художественная ковка. Сегодня ручная художественная ковка металла не сдает позиций, противостоя натиску технологий и машинной обработки. Это непростое мастерство покорится немногим даже из тех, кто не боится тяжелого физического труда и способен к творчеству. Тому, кто, тем не менее, решил овладеть этим древним ремеслом следует ознакомиться с видами и технологией работы с металлом, а также с основными свойствами сталей, минимальным оборудованием кузни и начальным инструментарием.

Ковка металла: общие понятия и термины

Ковка металла - процесс механической обработки металлической заготовки прессованием. Цель - придание рабочей детали нужной формы, размера, плотности. Промежуточные изделия и полуфабрикаты называют поковкой.

Художественная ковка - создание, выше указанным методом, предметов быта, декоративных и прикладных изделий имеющих какую-либо художественную ценность. Конечно, формулировка обобщенная и достаточно размытая, но оставим это на совести составителей словарей. Что красиво или оригинально, где видно работу и душу (уж какую не на есть) мастера - то и есть - художественная ковка. Договорились?..

Ковка ручная и машинная.

Ковка подразделяется на машинную и ручную. Машинная используется в промышленности, подразумевает использование пневматических, паровых или гидравлических прессов, как основного средства производства. Она может быть как горячей, так и холодной. Холодная ковка возможна в машинном варианте, т.к. используются механические молоты с массой падающей части до 8000 кг и пресса с прилагаемым усилием до 200 кг·м/с2. Вес заготовки в обработке может исчисляться десятками тонн. Машинная ковка, в основном, применяется для крупносерийных изделий (например, холоднокованые автомобильные диски), и производится она на штампе (см. ниже).

Ручная ковка - художественная работа. Основные процессы производятся кузнецом вручную, что и следует из названия. Конечно, сегодня мастеру оказывают помощь пневматические молоты. Они заменили молотобойца.

Ковка свободная и на штампе.

Ковка на штампе - опосредованное воздействие на заготовку пуансоном, при котором "текучесть" металла ограничена матрицей. Служит для тиражирования деталей заданных параметров.

Свободная ковка - непосредственное воздействие на поковку, которая "течет" свободно. Она, в основном, используется в изделиях художественной ковки, дает максимальный простор для творчества в производстве малых тиражей и уникальных работ.

Ковка холодная и горячая.

Принято различать два вида ковки - горячая и холодная. Хотя, обратившись к справочникам, Вы прочтете определение о "высокотемпературных процессах обработки металлов, нагретых до ковочной температуры". Ковочная температура зависит от физического и химического состава металла, стали или сплава. Умение правильно определить ее крайне важно для успешной работы, особенно при изготовлении деталей с малым допуском в размерах или с повышенными требованиями к прочности, плотности. Рабочий температурный режим у разных металлов колеблется от 400 °С (алюминий) до 1800°С (сплавы титана).

Горячая ковка металла позволяет производить поковки любой сложности, применяя массу кузнечных приемов. При нагреве заготовка становится относительно пластичной, позволяя "измываться" над собой. Посредством горячей ковки создаются настоящие произведения искусства. На горячую куются почти все металлы, сплавы и стали; обрабатываются крупные детали и стальной прокат большого сечения. В изделиях художественной ковки на нагретый металл может наноситься фактура: имитация коры, насечки, бороздки, вмятины.

Холодная ковка сталей в ручном варианте не применяется. Этот термин с подменой понятий искусственно культивируется для увеличения продаж и цены примитивных сварных изделий, изготовленных с помощью станков и ручных приспособлений методом гибки подготовленного стального проката. Ручная ковка сталей без разогрева в производственных масштабах невозможна, из-за того, что в отсутствии текучести заготовки ударные поверхности не будут иметь избыточной прочности по отношению к обрабатываемым. Проще говоря, от рикошетирования поковки очень быстро выйдут из строя и оборудование и сам кузнец. Таким образом: ручной "холодной ковкой" ничего не куется, и применительно к ручной ковке, термин "холодная ковка" является, по сути, словоблудием. Для такого рода изделий существует жаргонный термин, который прекрасно отражает и фонетически и ассоциативно художественную ценность продукта - гнутьё.

Материалы для ковки

Для изготовления декоративных и прикладных изделий методом художественной ковки применяются различные металлы, важной характеристикой которых является ковкость. Высокую ковкость имеют медь и ее сплавы. Наименьшей ковкостью обладают конструкционные и инструментальные стали с высоким содержанием углерода. Наилучшее соотношение прочности и пластичности для изготовления полезных в быту кованых изделий у низкоуглеродистых сталей (содержание С до 0,2%). Также, доступная цена металлопроката выгодно отличает стальные ворота или решетки от медных и бронзовых. Современный стальной прокат балует начинающих кузнецов богатым выбором профилей и размерным рядом. Можно приобрести полосы, прутки, квадраты, 6-ти и 8-мигранники, проволоку, проф. трубы и т.д.

Помещение для ковки

Конечно, походную временную кузню можно организовать и в чистом поле, но к этому ли Вы стремитесь. Для серьезной круглогодичной работы потребуется помещение отвечающее минимальным требованиям по безопасности труда, вентиляции, пожарной безопасности. Помещение менее 45-50 кв.м. подходит разве что для творческой мастерской, для производства мелких поделок. Рабочее место кузнеца должно быть самое малое 15 кв.м., то есть хотя бы пространство в радиусе 2 м. от наковальни. Горн для разогрева металла займет 8-12 кв.м. с учетом подходов к нему. Плюсом место под рихтовочный и сборочный столы, пресс, точило, стеллажи для оправок и инструментов, склад материала, размещение средств тушения пожаров. Несколько выиграть пространство можно организовав сварной пост для сборки изделий на улице, лучше под навесом. Использование механизации - кузнечных молотов и прессов - требует соблюдения некоторых обязательных правил. Необходим капитальный фундамент и кирпичные стены, а также автономные фундаменты для пневмомолотов и прессов, которые создают ощутимую вибрацию. Пренебрежение правилами безопасности в кузнице недопустимо, так как используемое оборудование может представлять опасность не только здоровью, но и жизни беспечного человека. Следующий момент: приточно-вытяжная вентиляция. Условия работы горячего цеха и использование сварки исключают возможность халатного отношения к вентиляции помещения. Лучше привлечь профессионалов, ведь этот вопрос крайне важен. Кроме того, персональные принудительные вытяжки должны устанавливаться на горны и посты со стационарным режущим электроинструментом. Изделия художественной ковки требуется чистить и красить. Окрашивание на рабочем столе неудобно и небезопасно, следовательно нужно помещение (или пространство вне помещения) или сторонний сервис по окрасу.

Подведем итог. Помещение для производства художественной ковки, рассчитанное на одного кузнеца с одним номинальным сварочным постом и минимальной механизацией, должно быть 50-70 м.кв. Строение должно быть капитальным, одноэтажным, с высотой потолка от 3,5 м., с качественной вентиляцией. Оно не может быть пристройкой и даже граничить с жилыми или присутственными зданиями. Необходимо трехфазное электричество, желателен водопровод. Обязателен беспрепятственный подъезд медицинских и пожарных служб. Требованием этого перечня лучше всего, конечно, соответствуют заводские цеха.

Начальное оборудование и инструменты

Художественная ковкаГорн - горящее сердце кузни. Представляет собою печь для разогрева заготовок с принудительным регулируемым поддувом. Размеры горна зависят от габаритов обрабатываемых деталей. Для работы с ограниченным набором проката или небольшой заготовкой можно ограничится газовой печью (конечно, не бытовой 4-хкомфорочной, а специальной кузнечной). Наиболее распространен горн на ископаемом угле. Угольный горн позволяет греть габаритные заготовки, а также производить нагрев нужного фрагмента или участка. Рабочая температура горна 900-1800°С. Мастера художественной ковки определяют готовность заготовки по цветам каления(побежалости) сталей, специальные замеры температур, как правило, не производятся.

Пневматический кузнечный молот служит для свободной ковки и ковки на подкладных штампах. Наиболее распространены молоты с массой падающей части от 40 до 150 кг. и скоростью от 110 до 250 ударов в минуту (в обратном соответствии).

Художественная ковкаНаковальня - непосредственно рабочее место кузнеца. Наиболее удобна для большинства кузнечных операций двурогая наковальня. Она имеет округлый рог, плоский охвосток и технологические отверстия квадратной и круглой формы. Круглое отверстие служит зацепом для заготовки и посадочным местом для пробоя, а в квадратное устанавливается вспомогательный инструмент. Рабочая поверхность именуется цинично - лицо.

Рихтовочная плита - поверхность для выравнивания материала и правки изделий. Она обязана быть эталонно ровной. Применяются плиты максимально твердых сплавов - назначение обязывает. Чем толще плита, тем она надежнее и дольше прослужит кузнецу. Минимальный размер 300х500х50 мм.

Сборочный стол необходим, если не ограничиваться поделками крошечных размеров. На нем производятся сварные и механосборочные работы. Столешницей может служить металл, ДСП, фанера, доски. Наиболее распространенные изделия художественной ковки - это различные ограждения, предметы мебели, украшения для дома и экстерьера, скульптурные композиции - "на коленках" их не соберешь.

Кувалды, молоты и ручники - основные орудия кузнеца. Для работы необходимо иметь набор "хорошо ложащийся в руку". Начинающему мастеру ручной художественной ковки нужны, как минимум: 1-2 кувалды весом 4-9 кг., 2-3 молотка весом 1,5-3 кг., 2-3 ручника (ударение на первый слог) весом 0,5-2 кг. Назначение инструмента думаю разъяснять не надо, но следует отметить, что требования к качеству стали особые. Также важны характеристики твердости бойка и задка. От надежности ударного инструмента во многом зависит здоровье кузнеца.

Чтобы начать ковать, надо уметь ковать. Вот такой вот нонсенс. Дело в том, что весь инструментарий кузнец художественной ковки, как правило, делает сам, включая пуансоны с матрицами из высокоуглеродистых марок сталей, фасонные молотки и шпераки.

Художественная ковкаФасонные молотки - специальный инструмент для конкретных кузнечных операций. К ним относятся: подсечки, гладилки, зубила, бородки и много еще чего. Фасонные молотки бывают как ударными (которыми наносят удар по поковке), так и подкладными (на которых расположена поковка при ударе другим молотком или кувалдой).

Художественная ковкаШпераки - это маленькие наковальни на наковальне. Непонятно? Это такой специальный инструмент узкой специализации, который имеет "ногу" и закрепляется в квадратном отверстии на рабочей наковальне. Шпераки выполняют роль фасонной поверхности при тонкой работе с небольшой поковкой. Для разных поточных операций кузнец изготавливает себе шпераки для облегчения производства серийных деталей. Порою этот инструмент имеет настолько причудливые формы, что назначение его не сразу понятно.

Клещи нужны для извлечения заготовки из горна и удерживания ее на наковальни в процессе ковки. Некоторые операции на пневматическом молоте тоже происходят с удержанием поковки в клещах - это опасно и требует высокой квалификации мастера. Под каждый материал изготавливаются свои клещи, так как крайне важна надежность захвата детали.

Вилки и захваты, шаблоны и оправки - вспомогательный инструмент, который с годами скапливается у кузнеца "числом легион". Под различные углы загиба и радиуса, под конкретное количество витков спирали, под обратные углы и развороты, под материалы всех сечений и форм - отдельная оправка. Если кузнец - барахольщик (тяжело расстается со старыми вещами), то кузня неизбежно погрязнет в давнишних шаблонах и вилках, среди сотен которых нельзя будет отыскать нужное приспособление. Весь вспомогательный инструмент, как правило, устанавливается на наковальню. При постоянном использовании может иметь стационарное крепление на станине.

Конечно это не все, и достаточно поверхностно. Более плотно знакомится с профессией нужно очно и на примерах. Начать лучше с выставок художественной ковки и выставочных залов кузнечной продукции. Надеемся этот текст был кому-то полезен. Менеджер может стать старшим менеджером, "подсидев" предшественника, а кузнец только кровавыми мозолями добивается вершин мастерства в художественной ковке металла. Дерзайте и получится... у упорных должно получиться.