Кузнечное дело: бизнес-план кузницы. Необходимое оборудование и расчет затрат для старта. Бюджетная кузница (от начала до конца) своими руками Советы кузнецов о кузнечном деле

Кузница своими руками.

Краткое предисловие:
Около трех лет назад решил сделать кузницу – надоело делать рукоятки, захотелось самому поковать. Прошерстил литературу, интернет, поспрошал у давних знакомых кузнецов. В общем, честно говоря – все непонятно. Фанаты делают даже (!) в ванной (!) кузницу. Пылесосы рекомендуют, кастрюли… Но мне надо – чтобы небольшое, но действительно «не на коленке».

Вот уже опыт есть, делаю весьма неплохие ножи: в основном использую подшипниковую сталь, как дешевую и доступную. Основные принципы построения кузницы:

Максимально дешево
Максимально доступные материалы
Максимально удобно

Итак, сначала – что нужно для кузницы.

Материалы.

1) Кирпич обыкновенный, хоть белый, хоть красный – штук тридцать, я брал со свалок и из развалин
2) Решетка металлическая. Лучше всего - поддоны металлические, лучше чугунные. У меня получилось купить в сельском магазине (хозяйственном) – поддоны чугунные для печки. При желании можно просто положить арматуру, или сварить решетку. Функционально – на ней будут гореть угли, так что чем толще, тем лучше. Дырки – соответственно, чтобы не больше одного-полутора сантиметров (иначе угли будут проваливаться.
3) Наковальня. Конечно, сгодится и кусок рельса. Но наковальня лучше. Это не только одна из самых «затратных» частей, но и фиг найдешь. Но мне повезло, нашел опять-таки в сельском магазине. Но если затачиваться на ножи – то рельса вполне хватит.
4) Вентилятор. Самое главное – поддув. Я купил на строительном рынке тыщи за две с полтиной рублей – это вторая затратная часть, но вполне подъемная.
5) Рукав из алюминиевой фольги – надел на вентилятор, в него воткнул трубу от водопровода.
6) Труба водопроводная, полтора метра, диаметр - с консервную банку от горошка.
7) Банка от горошка консервная – с одной стороны дырка, с другой надрезана и отогнута, исполняет роль направляющей и отражающей струю воздуха конструкции – чтобы поддувать в нужное место.
8) Большой пень для установки наковальни.

Все. Общие бюджетные затраты (три года назад):
Наковальня – 900 руб
Вентилятор – 2.500 руб
Алюминиевый рукав гибкий – 80 руб
Поддоны 2 штуки – 160 руб
Кирпичи – халявные, все остальное – халявное.
Итого: вписываемся в 4000 руб легко.

Как устроена кузница.

Кузница устроена просто.
Нужно: дуть снизу воздухом, через решетку на угли. На углях лежит и раскаляется заготовка. Можно совать в угли. С боков закрыто кирпичом. Точка. Все.
Поэтому (см. Фото 1.) – сначала выкладываем из кирпичей прямоугольник. Я НЕ запаривался на тему «цемент, огнеупорная глина и т.д.» - просто ПОЛОЖИЛ кирпичи. Сдвинется – поправлю. Лопнет – заменю. Мне ворота ковать не надо, надо лезвия. Вполне.

На фотке видно, что сложен прямоугольник из кирпичей, разномастный. Он, правда, опирается на железную коробку – слева внизу – но это просто была коробка, я ее тоже использовал. По сути это две стенки из кирпичей в два ряда буквой «П». Ширина – чтобы положить поддоны. Хорошо видно, как я по дури прожег один из поддонов – добивался «белого свечения». Добился. Оно надо?
В изголовье поставил блоки побольше – просто нашел такие, можно просто так же из кирпичей. Вот вид спереди


Два слоя кирпича, поддоны опираются на них краями, железная коробка внизу – не обращайте внимания – считаем, стоит на земле. Далее продолжаем стенки и торец – просто на несколько кирпичей вверх.
Труба - это кусок водопроводной трубы для поддува.

Вид сверху: положено еще два ряда кирпичей. Фактически почти все готово. Но опыт показал, что – поскольку все это на открытом воздухе, - лучше стенки вывести повыше, чтобы не остывало от ветерка. Поэтому приподнял чуть выше (фотки нет, просто еще добавил два ряда кирпичей. Но это в этом году, два года – вот именно как на фото, так и ковал.

Теперь – поддув.

На следующем фото – вентилятор на деревянном поддоне (сколотил на скорую руку) с надетым рукавом алюминиевым. Вентилятор стоит денег - но тут уж хоть пылесос старый, хоть меха самодельные - важно, что подается воздух куда нужно и удобно. Труба не греется.


Важно, что подача воздуха должна быть снизу вверх, я на конец трубы насадил обмятую банку консервную, которая поворачивает поток воздуха из горизонтального вверх - этого более чем достаточно. Банки - бесплатные
Рукав надет и замотан на вентиляторе проволокой. Никакой герметичности, все прихвачено, лишь бы держалось. Не парюсь. На следующем фото на вс. случай – выходные данные вентилятора. Хорошо виден обмятый конец алюминиевого рукава, туда я сую трубу при работе.

Как я сказал, далее – берем банку из-под горошка консервную, жестяную. Надеваем на трубу. Отогнутая крышка – отражатель, направляем вверх – а трубу суем под поддоны. Трубу суем в алюминиевый рукав, обминаем и подвязываем проволочкой. Врубаем поддув. Нужен выключатель, ногой наступать – выключать и включать, чтобы зря не дуло, когда не надо – руки-то заняты.

Далее – пень, поставленный в диск от колеса, засыпано песком. В принципе – любое такое основание, шобы не шаталося. На пень – наковальня (кусок рельса или железяки помассивнее) – и вперед. Все. Это уже у кого что есть - мне удалось купить наковальню - вместе с вентилятором это две самые большие статьи расхода. Не было бы денег, взял бы кусок швеллера толстый или рельсу. Главное, все рабочее.
И вот общий вид кузницы в работе. Если надо укрыть от ветра - докладываю стеночку из кирпичей. Надо длинномер (например, ковал полутораметровый вертел из арматурины) - снимаю кирпичи с торца - и т.д. Все за минуту можно перестроить.

Удачи, ребята! Кузница - это супер. Я ножей наковал себе - главное, что у тебя развязаны руки, и можно реально не облизываться на чужие записи - а делать собственные штуковины. Но это уже отдельная песня!

Интерес к кузнечному делу постоянно возрастает, а вот учебной литературы, в которой бы описывались технологические основы ковки, явно недостаточно. Надеемся, что этот материал в какой-то мере заполнит образовавшийся пробел и поможет начинающим кузнецам изучить основы ковки, а также приобщит их к беспокойному и творческому братству кузнецов-художников.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛЕ

При ковке изделий мастерам приходится иметь дело с материалами (сталями различных марок, цветными металлами, сплавами), которые имеют самые разнообразные физические, механические и технологические свойства.

Наиболее широко в кузнечных работах используется сталь - сплав железа с углеродом. В зависимости от количества углерода стали подразделяются на низко-углеродистые (до 0,25 %С),средне-углеродистые (0,25-0,6% С) и высокоуглеродистые (0,6-2 % С). Повышение содержания углерода увеличивает твердость и закаливаемость стали, но снижает теплопроводность и ковкость.

Из цветных металлов в кузнечном деле используют в основном медь и алюминий, а также их сплавы, например латуни (Л90, Л80, Л68, Л62 и др.), бронзы (БрОЦ4-3 и др.).

Все металлы и сплавы имеют поликристаллическое строение, то есть состоят из отдельных прочно сросшихся друг с другом зерен металла, между которыми располагаются в виде тонких прослоек неметаллические включения оксидов, карбидов и других соединений. Зерна, в свою очередь, также имеют кристаллическое строение, их размеры составляют 0,01-0,1 мм.

При ковке деформация протекает главным образом вследствие скольжения зерен относительно друг друга, так как связь между ними слабее, чем прочность самих зерен.

В результате ковки зерна металла вытягиваются в направлении течения металла, что ведет к образованию мелкозернистой строчечной структуры (чем мельче зерна металла, тем он прочнее). Одновременно вытягиваются неметаллические включения, что можно наблюдать даже невооруженным глазом.

Размеры зерна, а следовательно, и прочностные свойства металла- в значительной степени определяются температурным режимом ковки. Поэтому ковать металл следует в определенном интервале температур, чтобы измельченные в процессе деформирования зерна затем снова не выросли под действием высокой остаточной температуры. Каждый кузнец, чтобы получить из стали качественное изделие и придать ему соответствующие свойства с помощью термообработки, должен разобраться в диаграмме состояния железо - углерод. Рассмотрим фрагменты диаграммы, на которой по оси ординат отложена температура сплава, по оси абсцисс - содержание углерода в процентах (рис. 1).

Рис.1. Диаграмма состояния железо - углерод

Выше линии GS все стали имеют структуру аугтенита - однородного твердого металла, состоящего из одинаковых по составу и строению зерен.

При нагревании углеродистых сталей до температуры ниже критической линии РS=723 градуса С в них не происходит изменений структуры.

Нагрев заготовок. Это важная и ответственная операция, от которой зависят качество изделия и стойкость инструмента. Ковку, как правило, проводят, нагрев металл до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла.

Следует также учитывать, что при нагреве углеродистых сталей происходит выгорание углерода с поверхностного слоя изделия на глубину до 2-4 мм, ведущее к снижению прочности и твердости стали, к ухудшению ее закаливаемости.

Ковать заготовку следует только тогда, когда она равномерно прогреется. Для каждой марки стали имеется свой температурный интервал ковки, то есть определены температуры начала ковки Тн и ее конца Тк. В результате нагрева металла несколько выше температуры Тн металл приобретает крупнозернистую структуру, его пластичность снижается. Нагрев металла до еще более высокой температуры приводит к неисправимому браку - пережогу, в результате чего металл при ковке разрушается.

При ковке заготовок, нагретых ниже температуры Тн, возможно образование трещин. Поэтому при ковке следует помнить пословицу: «Куй железо, пока горячо». То есть ковать металл необходимо в температурном режиме Тн- Тк (заштрихованная зона на диаграмме состояния железо - углерод). Температуру нагретого металла можно определить по цветам каления и побежалости, а марки стали - по искре (табл. 1-3).

Топливо. Для нагрева заготовок кузнецы применяют различные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное.

Чаще всего для нагрева заготовок в кузницах используется каменный уголь. Причем желательно, чтобы уголь был черного цвета, блестящий, размеры его кусков приблизительно должны соответствовать размерам грецкого ореха. Кузнецы так и называют такой уголь - орешек. Часто применяется и кокс, который имеет высокую температуру сгорания. Можно использовать и дрова лиственных пород деревьев (дуб, ясень, береза и др.). Однако самым хорошим топливом является древесный уголь, бывший основным кузнечным топливом вплоть до середины XVIII в.

В настоящее время в кузнечных цехах широко применяются электропечи и печи, работающие на жидком или газообразном топливе.

Горны и печи. Основа стационарного горна -стол, где устраивается очаг для нагрева заготовок. В кузнице горн обычно устанавливают по центру стены, противоположной входу (основной стены). Высота стола горна определяется ростом кузнеца, удобством переноса заготовки из горна на наковальню и принимается равной 700- 800 мм; обычные размеры поверхности стола 1×1,5 или 1,5×2 м. Если предполагается изготавливать крупные предметы, такие, как ворота, решетки, то горн устанавливают на некотором расстоянии от стены и стол делают увеличенных размеров. Поверхность стола горна выкладывается из кирпича, пиленого камня, железобетона. Постамент делается в виде ящика, стенки которого сложены из бревен, досок, кирпича или камня, а внутренность заполнена битым мелким камнем, песком, глиной, горелой землей.

Таблица 1. Зависимость цвета каления заготовки от температуры нагрева

Таблица 2. Определение температуры нагрева по цветам побежалости

Таблица 3. Определение марок стали по искре

Центральное место стола занимает очаг, или горновое гнездо (иногда предусматриваются два очага). Горн, предназначенный для художественной ковки, обычно делается с центральным расположением очага. Размеры гнезда определяются назначением горна и размерами нагреваемых, заготовок. Центральное гнездо имеет в плане круглую или квадратную форму размером 200×200 или 400×400 мм и глубиной 100-150 мм.

Рис.2. Устройство фурмы

Рассмотрим устройство и принцип действия обычной фурмы нижнего дутья (рис. 2). Воздух (от вентилятора или мехов) подводится через патрубок в корпус фурмы и через чугунную колосниковую решетку попадает в зону горения. Регулирование количества подаваемого воздуха осуществляется заслонкой. Для очистки корпуса фурмы от золы и других отходов горения предназначена донная крышка.

Для создания пламени различного вида применяют колосниковые решетки с определенными формами отверстий для прохода воздуха. Так, равномерно расположенные круглые отверстия способствуют образованию цилиндрического факельного пламени, щелевые отверстия - узкого и удлиненного.

Над стационарным горном для сбора и отвода из кузницы дыма и газов устанавливается вытяжной зонт. Размеры нижнего входного отверстия зонта обычно соответствуют размерам стола горна. Зонты, как правило, изготовляют из листового железа толщиной 0,5 - 1,5 мм.

Рис.3. Оборудование для нагрева заготовок: стационарный металлический горн (слева): 1-вытяжная труба; 2-зонт; 3-бачок с водой для охлаждения инструмента; 4-рычаг для регулирования подачи воздуха; 5-воздухопровод; 6-заслонка; 7-конический наконечник; 8-фурма; 9-литой стол; 10-очаг; типы зонтов (справа): а,б-дымоход в стене; в-наружный боковой дымоход; г-наружный центральный дымоход

Как правило, зонты укрепляют над горном на высоте 500-600 мм от стола (рис. 3). Однако не всегда такая высота расположения зонта способствует максимальному удалению отходящих газов. Поэтому для лучшего улавливания дыма высоту зонта приходится определять опытным путем, учитывая особенности горна, например силу дутья.

В некоторых случаях зонты оснащаются опускающимися крыльями. Недостаток металлических зонтов - быстрое их прогорание.

Рис.4. Стационарный горн с кирпичным зонтом (слева): 1-бачок с водой; 2-водоохлаждаемая фурма; шахтный газовый горн (справа)

Более надежны и долговечны зонты, сложенные из огнеупорного кирпича (рис. 4). Однако такие зонты значительно тяжелее металлических, и для их устройства необходима металлическая рама из уголков или швеллеров, а иногда и дополнительные подпорки по углам.

Переносные горны применяются для нагрева заготовок небольшого размера. Переносной горн состоит из металлической рамы, на которой сверху крепится стол с очагом и вентилятором для подачи воздуха. Вентилятор приводится во вращение от ножной педали. Можно для нагрева заготовок использовать паяльную лампу, которую ставят в небольшую ямку, а рядом складывают печурку из огнеупорного кирпича (рис. 5).

Рис.5. Переносные горны с паяльной лампой

Заготовки закладывают в щель между кирпичами. Или же кирпичи ставят на торец, на них кладут колосниковую решетку, а на нее устанавливают печурку из четырех кирпичей, в которую засыпают уголь. Снизу размещается паяльная лампа с патрубком.

Рис.6. Переносной горн с пылесосом

Конструкция легкого переносного горна с бытовым пылесосом показана на рис. 6. Постамент горна сварен из уголков, а верхняя часть стола выложена из огнеупорного кирпича. На верхние горизонтальные уголки кладется фурма с зольником. На расстоянии 150 мм от фурмы к зольнику приваривают патрубок внутренним диаметром 30 мм, который соединяют с шлангом пылесоса. При этом необходимо иметь в виду, что шланг вставляется в этом случае не в нижнее, а в верхнее (нагнетающее) гнездо пылесоса. Нижнюю чашку пылесоса с фильтром снимают, а пылесос устанавливают на подставку. В тех случаях когда отсутствует электричество для привода вентилятора, можно использовать мехи.

Клинчатые мехи двойного действия дают спокойное дутье, в результате чего создается ровное пламя и заготовки нагреваются равномерно (рис.7).

Рис.7. Клинчатые мехи

В современных кузницах для дутья применяют различные вентиляторы с электроприводом.

РАБОЧЕЕ МЕСТО КУЗНЕЦА, ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Для кузнечных работ необходимо большое число разнообразных инструментов и приспособлений. Основной опорный кузнечный инструмент-наковальня (рис. 8).

Рис. 8. Наковальни и шпераки: а - безрогая, однорогая и двурогая наковальни (1 - лицо; 2 - квадратное отверстие; 3 - хвост; 4 - скобы; 5 - стул; 6 - лапы; 7 - конический рог; 8 - незакаленная площадка; 9 - круглое отверстие); 6 - шпераки (1 - вставляемый в наковальню; 2 - вбиваемый в землю; 3 - для мелких работ); в - переносная наковальня; г - наковальня, укрепленная на стуле

Современные наковальни изготовляют из стали 45Л методом литья массой от 10 до 270 кг. Наковальни бывают разных типов: безрогие, однорогие, двурогие. Наиболее удобна и универсальна в работе так называемая двурогая наковальня, приведенная на рис. 8, а (справа). Верхняя горизонтальная шлифованная плоскость у наковальни называется лицом, или наличником, на ней выполняются все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни образуют с лицевой поверхностью угол 90°, ребра наковальни должны быть довольно острыми, без сколов и заминов. На ребрах проводят гибку и раздачу материала, а также некоторые вспомогательные операции.

Конический рог наковальни предназначен для радиусной гибки полос и прутков, а также для раскатки и сварки кольцевых заготовок.

С противоположной стороны от рога расположен хвост, используемый для гибки и правки замкнутых прямоугольных изделий. В районе хвоста квадратное отверстие размером 35×35 мм, которое применяется для установки подкладного инструмента - нижняков. Около рога расположено круглое отверстие диаметром 15-25 мм для пробивки отверстий в заготовках.

Снизу у наковальни лапы, необходимые для крепления наковальни (с помощью скоб) к деревянному стулу или металлической подставке. В качестве стула обычно используют массивный чурбан или пень (дубовый, кленовый, березовый) диаметром 500-600 мм. Когда нет возможности подобрать необходимый чурбан, то берут металлическую или деревянную бочку, набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, сверху кладут толстую деревянную прокладку, на которую и крепят наковальню.

Легкие переносные (походные) наковальни имеют специальные ножки.

Наковальни продаются в хозяйственных магазинах. Если наковальню купить не удалось, то на первое время ее можно заменить куском рельс или массивным прямоугольным металлическим бруском.

Большое внимание следует уделить установке стула, который должен стоять вертикально и не вибрировать. Для этого стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Высота стула зависит от роста кузнеца и обычно составляет 600-700 мм. Самая удобная для работы высота, когда кузнец, стоящий рядом с наковальней, не наклоняясь, достает до наличника слегка согнутыми пальцами.

Качественная наковальня издает высокий и чистый звук при легком ударе молотком, а молоток при этом отскакивает со звоном.

Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров или специальные наковальни - шпераки (рис. 8, б). Одни шпераки устанавливаются своими четырехгранными хвостовиками в
квадратное отверстие наковальни, другие, имеющие удлиненную вертикальную стойку, вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю.

Рис. 9. Ударный инструмент: 1-с шаровым задком; 2,4-с клиновидным односторонним задком; 3,6-с двусторонним продольным задком; 5-с двусторонним поперечным задком

К ударному инструменту относят молотки-ручники, боевые молоты и кувалды (рис. 9). Ручник - основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует небольшие изделия или управляет процессом ковки с молотобойцами.

Обычно ручники имеют массу 0,5-2 кг, но часто кузнецы применяют и более тяжелые молотки массой до 4-5 кг. Рукоятки ручников делают из древесины лиственных пород деревьев (граба, клена, кизила, березы, рябины, ясеня). Рукоятки должны быть гладкими, без трещин, удобно лежать в руке, длина их 350-600 мм.

Боевые молоты -это тяжелые молотки массой 10-12 кг, которыми молотобойцы работают двумя руками. Головки боевых молотов бывают с односторонним клиновидным задком, а также с двусторонним задком (продольным или поперечным). Нижняя рабочая поверхность головки (бой) предназначена для основной ковки, а верхний клиновидный задок - для разгона металла вдоль или поперек оси заготовки. Рукоятка молота изготовляется из тех же пород деревьев, что и у ручника; длина рукоятки подбирается в зависимости от массы головки молота, роста молотобойца и достигает 70-95 см.

Кувалда - тяжелый (до 16 кг) молот с плоскими бойками применяется при тяжелых кузнечных работах, где требуется большая ударная сила.

Все ударные инструменты должны быть максимально надежны, при этом особое внимание уделяется креплению рукоятки с головкой. Форма отверстия в головке молота - всада, куда вставляется рукоятка, - делается эллипсообразной и имеет двусторонний уклон 1:10 от середины к боковым граням. Это облегчает всаживание рукоятки в головку молота и обеспечивает надежное ее закрепление после забивки клина. Практикой установлено, что самыми надежными являются металлические заершенные клинья, которые входят на глубину, равную 2/3 ширины головки молота, и забиты под углом к продольной оси кувалды (молота).

При работе боевыми молотами используют три вида ударов: легкие (локтевые), средние, или плечевые (удар с плеча), сильные (навесные), когда молот описывает в воздухе полный круг. Навесными ударами работают молотобойцы при проковке заготовок большой массы и при кузнечной сварке массивных деталей (рис. 10).

Для улучшения качества изготовляемых изделий и повышения производительности кузнецы часто применяют различный подкладной инструмент, устанавливаемый под молот или на наковальню. Для работы под молот используются простые и фасонные кузнечные зубила, пробойники, гладилки и раскатки (рис. 11). На наковальню устанавливаются подсечки, конусные оправки, вилки для гибки, гвоздильни, различные скобы и приспособления для специальных видов ковки.

Рис. 11. Подкладной инструмент: а-зубила (1-для поперечной рубки холодного металла; 2-для поперечной рубки горячего металла; 3-для продольной рубки; 4-для рубки по радиусу; 5-для фасонной рубки); б-пробойник (изготовляют с круглым, квадратным и другими сечениями бородки); в-прошивни (1-конические; 2-цилиндрические); г-гладилки; д-раскатка

Применяется и парный подкладной инструмент, к которому относятся обжимки, подбойники, гвоздильни с шляпочными молотками, специальные штампы для фигурных изделий.

Рукоятки подкладного инструмента делают из дерева, толстой проволоки или упругого троса. Длина рукояток 500- 600 мм. Деревянные рукоятки забивают во всад головки не расклинивая. Это делают для того, чтобы вибрация и удары не передавались через рукоятку. Проволочную рукоятку закручивают вокруг головки в горячем состоянии, а рукоятку из троса заклинивают и запаивают во всаде.

Рассмотрим некоторые особенности подкладного инструмента..

Начнем с подкладного инструмента под молот. Зубила кузнечные подразделяются на зубила для рубки нагретых и холодных заготовок. Зубила для холодной рубки делают более массивными, с углом заточки ножа 60°, ножи у зубил для горячей рубки делаются более тонкими, с углом заточки 30° (рис. 11, а).

Форма ножа у зубил для художественной ковки делается либо прямолинейной, либо с кривизной в одной плоскости (или даже в двух плоскостях).

Зубила с прямым ножом изготовляют как для поперечной рубки, так и для продольной, с односторонней заточкой или двухсторонней. Нож зубила для поперечной рубки расположен параллельно оси рукоятки, а нож зубила для продольной рубки - перпендикулярно ручке. Односторонняя заточка зубила применяется в том случае, когда требуется получить срез с перпендикулярным торцом, а если у изделия допускается наклонный торец или нужна фаска, то необходимы зубила с двухсторонней заточкой. Зубила с притупленным ножом используют для нанесения различных орнаментов на изделия.

Зубила с кривизной ножа в горизонтальной плоскости служат для вырубки из листового материала различных криволинейных элементов, например цветов, акантовых листьев.

Фасонные зубила с двойной кривизной ножа применяются для вырубки каких-либо элементов из объемных заготовок.

Кузнецы при работе зубилом обязаны иметь в виду следующее: чтобы нож не тупился, под заготовку необходимо подложить прокладку (железный или медный лист). Кстати, прокладка предохранит лицо наковальни от повреждения.

При отрубке от заготовки части следует соблюдать некоторые правила. Так, начальные и завершающие удары по зубилу нужно наносить весьма осторожно: вначале - чтобы зубило правильно врезалось в заготовку, в конце - чтобы отрубаемая часть не улетела и не поранила кого-либо. Место, где производится отрубка, необходимо огородить сеткой.

Пробойники предназначены для пробивки отверстий, различных углублений в сравнительно тонких заготовках и для орнаментации изделий. В зависимости от формы пробиваемых отверстий сечение бородки (рабочей части пробойника) может быть круглым, овальным, квадратным, прямоугольным или фасонным (рис. 11, 6)..

Для пробивки отверстий в толстых заготовках применяют прошивни и специальные пуансоны, которые отличаются от пробойников тем, что не имеют рукояток и удерживаются клещами (рис. 11, в).

Из кузнечной практики известно, что для облегчения извлекания прошивня из пробиваемого отверстия в предварительно намеченное углубление подсыпают немного мелкого угля (в процессе прошивки газы, образующиеся из угля, способствуют выталкиванию инструмента).

Гладилки служат для выравнивания неровностей на поверхности поковки после обработки ее молотом. Гладилки бывают с плоскими и цилиндрическими рабочими поверхностями различных размеров и формы. Для выравнивания больших плоскостей обычно применяют гладилки с рабочей поверхностью размером 100×100 мм, для выравнивания небольших поверхностей - гладилки размером 50×50 мм. Гладилки с цилиндрической поверхностью необходимы для выравнивания галтелей и радиусных поверхностей (рис. 11, г.].

Раскатки предназначаются для ускорения раздачи (удлинения) металла вдоль и поперек оси заготовок, а также для выбивания цилиндрических пазов на заготовках и для орнаментации изделий (рис. 11, д).

Познакомимся с подкладным инструментом, установленным на наковальню. Такой инструмент снабжается хвостовиком квадратного сечения, который вставляется в соответствующее гнездо в наковальне (рис. 12).

Рис. 12. Подкладной инструмент, устанавливаемый на наковальне: 1-просечки; 2-конусные оправки; 3-вилка; 4-6-оправки

Подсечки применяют для рубки заготовок при помощи ручника. Заготовку накладывают на лезвие подсечки и, ударяя по ней ручником, отрубают необходимую часть. Угол заточки лезвия подсечки 60°. Следует помнить, что рубку заготовки нельзя доводить до конца, чтобы не испортить лезвие подсечки. Вначале проводят глубокую подрубку заготовки, а окончательное отделение части заготовки производят на краю наковальни легким ударом ручника.

Конусные оправки служат для расширения отверстий в поковке, раздачи колец и выполнения гибочных операций.

Вилки используют для гибки и завивки заготовок. Кроме того, к подкладным инструментам относятся различные оправки для ковки уклонов, гибки и кузнечной сварки звеньев цепи.

Рис. 13. Парный подкладной инструмент: а-обжимки (1-3) и подбойка (4); б-приспособления для высадки гвоздей, болтов, заклепок

Парный подкладной инструмент включает в себя нижний инструмент (нижних), который хвостовиком квадратного сечения вставляется в отверстие наковальни, и верхний инструмент (верхняк), имеющий рукоятку для держания (рис. 13, а).

К этой группе относят обжимки (для придания предварительно откованной заготовке правильной цилиндрической, прямоугольной или многогранной формы) и подбойки (для продольной или поперечной раздачи металла). Для специальных художественных работ применяются особые штампы с рельефами типа листьев, пик, розеток и т. п..

К подкладному инструменту можно отнести и гвоздильную плиту со специальными сквозными отверстиями разных размеров для высадки головок гвоздей, болтов и закрепок (рис. 13, б).

Для придания головке гвоздя, болта или заклепки необходимой формы (сферы, призмы, квадрата, шестигранника) применяют специальные шляпочные молотки.

Большую помощь при ковке художественных изделий окажет и массивная стальная плита - форма размером в плане примерно 300×400 мм и толщиной 150-200 мм, по четырем боковым граням которой имеются углубления различной конфигурации и размеров: полукруглые, треугольные, прямоугольные и т.д. Плита необходима при ковке различных фасонных элементов и применяется вместо подкладных штампов. На торцовых поверхностях формы имеются сквозные круглые, квадратные, треугольные и фасонные отверстия для пробивки отверстий при помощи специальных пробойников или пуансонов (рис. 14).

Для изготовления крупных художественных изделий типа оград, балконных решеток, козырьков, подъездов понадобится большая и толстая плита, на которой производятся сборка и правка изделий. В плите предусматриваются сквозные отверстия для установки штырей, болтов, упорных угольников и различных приспособлений для фасонной гибки профилей, сборки конструкций и других технологических операций.

Сборку художественных изделий сложной формы (с выпуклой поверхностью) удобно производить на плитах с соответствующей формой поверхности. Для сварки крупных изделий необходимо иметь специальные стеллажи.

Для работы с раскаленным металлом, конечно же, необходимы клещи. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Кузнечные клещи должны быть легкими, с пружинящими рукоятками, для надежного удержания поковок во время работы рукоятки клешей могут стягиваться специальным кольцом - шпандырем (рис. 15, а).

Рис. 15. Кузнечные клещи (а) и стуловые тиски (б): 1-рукоятка; 2-зажимное кольцо; 3-заклепки; 4-губки; 5-заготовка; 6-петля

Если клещи плотно не захватывают заготовку, то губки клещей нагревают в горне и, захватив ими заготовку, обжимают ручником..

Для зажима раскаленных заготовок служат стуловые тиски (рис. 15,б) и различные струбцины. Крепятся такие тиски мощными шурупами, болтами или заклепками на основной опоре слесарного верстака или на
отдельном стуле - массивном бревне, хорошо закрепленном в полу кузницы. Верхний уровень губок обычно располагают на высоте 900 - 1000 мм от уровня пола..

Для измерения заготовок и изделий в кузнице применяют стальные линейки длиной 250, 500 и 1000 мм, металлические метры, штангенциркули, угольники и др. Кроме того, кузнецы-художники при выполнении массовой продукции широко используют различные шаблоны и калибры, изготовленные из проволоки и листовых материалов (рис. 16).

Рис. 16. Контрольно-измерительный инструмент: а-штангенциркуль; б-кронциркули; в-нутромеры; г-комбинированный измерительный инструмент

Для ухода за горном кузницы понадобятся угольная лопата, кочерга, пика или ломик для пробивки спекшегося угля, метелка для очистки горна от мелкой угольной и шлаковой пыли, брызгало для смачивания угля при спекании купола (шапки) над очагом, щипцы для угля..

Необходимо отметить, что весь необходимый для ковки инструмент должен располагаться на специальном столике в непосредственной близости от рабочего места кузнеца. Высота стола 600-800 мм.

Кроме основного и вспомогательного инструмента, в кузнице всегда размещается ящик для сухого песка, стойка для хранения инструмента, емкости для воды, ящик для угля, стеллажи для хранения инструмента и металла, верстак для слесарной обработки изделий и т. д.

Хорошо, когда мастерская кузнеца-художника просторная, светлая, включает в себя несколько комнат для отдельных видов работ: эскизно-графических, слесарно-сборочных и кузнечно-сварочных. Кроме этого, желательно помещение для складирования материала, различных полуфабрикатов и др.

Для эскизно-графических работ понадобятся большие столы, так как некоторые элементы приходится прорисовывать в натуральную величину, кульман для вычерчивания отдельных узлов и деталей, а также различные подставки для планшетов, шкафы для хранения эскизов и рисунков.

Помещение для слесарно-сборочных работ снабжается слесарным верстаком с тисками, сверлильным станком, точилом и другим оборудованием, необходимым для сборки и отделки кованых изделий.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки

Кузнечное ремесло - один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?

Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.

1. Нагрев заготовки.
2. Ковка.
3. Стабилизация металла.
4. Закалка (по надобности).

Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.

При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.

Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача - не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.

Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке - не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.

Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?

Нагревание заготовки перед ковкой

Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, тем он холоднее. На фото изображена схема соотношений цветового спектра к температуре.

Как по цвету определить температуру нагрева

Процесс ковки

Когда заготовка будет разогрета до требуемой температуры, ее стоит обжать. Это нужно делать для устранения различных раковин, пустот и трещин в структуре болванки. Процесс проводят следующим образом. Заготовку вытаскивают из горна и ударами молота проходят ее поверхности от середины до краев (сначала верхнего, а потом нижнего).

Прежде чем планировать изготовление вещей, стоит рассчитывать на то, что при обжимке заготовка потеряет часть своего объема в виде окалины. Она образовывается на поверхности болванки, откуда ее удаляют, используя инструменты: клещи и щетки.

Когда обжимка проведена, переходят к собственно поковке изделия. При этом используют различные приемы для получения нужной формы.

Чтобы на поверхности образовались утолщения, используют способ местной осадки. Также этот прием используют, если нужно уменьшить длину заготовки и сделать ее более толстой. Для этого мастер наносит удары сверху заготовки, расположенной в вертикальной плоскости. При этом металл будет деформироваться и утолщаться. Удобно делать полную обсадку, зажав разогретую заготовку в тисках, но нужно спешить, иначе металл будет очень быстро остывать от холодного приспособления для зажима.

После осадки опять нужно сделать обжимку, чтобы придать структуре однородность!

Одна из разновидностей осадки - высадка. Ее используют, когда нужно получить на поверхности изделия утолщения. Для этого нагрев заготовки делают только в месте высадки.

Если нужно, наоборот, удлинить заготовку, проводят так называемую протяжку. Используют три способа, которыми можно сделать этот прием. Наиболее простой - протяжка на плоских бойках. Для этого заготовку разогревают. Далее, ее проходят молотом по всей длине и, переворачивая на 90 градусов, делают ту же работу. Прием стараются проводить за один разогрев. Довольно часто используют такой подвид протяжки, как расплющивание по всей длине. Основные инструменты при этом молот или кувалда.

Иногда при ковке в домашних условиях нужно сделать в изделии сквозное или глухое отверстие. В таком случае используют прием прошивки. В качестве основного приспособления выступают пробойники различного сечения. При этом заготовку разогревают и укладывают на наковальню сверху круглого отверстия. Установив пробойник, по нему наносят удары. Прошивку можно делать как с одной стороны, так и с обеих.

Для разделения заготовки или изделия на части используют способ рубки. Нагревают металл до темно-красного цвета и, уложив его на наковальню, кузнечным зубилом рубят три четвертых его толщины. После чего поковку переворачивают и дорубают остаток, используя те же инструменты.

Также довольно часто в кузнечном деле использую способ гибки заготовок. Простые формы получают, используя в качестве основного приспособления наковальню с отверстиями. Более сложные кованые элементы формируют, изгибая заготовки на различных шаблонах.

Еще один прием, часто использующийся в художественной ковке - скручивание. Заготовку при этом разогревают и жестко фиксируют в тисках, другой конец проворачивают, используя как основное оборудование вороток.

Когда изделие готово нужно стабилизировать металл.

Стабилизация

Очень быстрое остывание материала кованого изделия приведет к неравномерной кристаллизации металла. Как следствие в структуре образуются напряжения, раковины и пустоты. Чтобы избежать таких отрицательных моментов, когда завершиться ковка металла в домашних условиях, нужно задать постепенное и равномерное остывание.

Небольшие поковки можно оставить в очаге горна, где металл будет остывать вместе с печью. Более массивные кованые изделия можно засыпать горячими углями и присыпать золой.

Чем более массивное изделие, тем более плавным должно быть остывание.

Процесс ковки своими руками можно посмотреть на примере видео поковки якутского ножа

Обучиться ковке для начинающих лучше у опытного мастера. Существует много различных приемов и способов такой обработки и изготовления вещей, которые может показать специалист. Тем более при отсутствии практики довольно тяжело соблюдать технологии нагревания и стабилизации металла, без которых изделие либо не получиться, либо будет некачественным.

Однако ручная ковка не так сложна и простейшие вещи можно довольно быстро научиться изготавливать самостоятельно.

А что Вы можете дополнить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт обучения ковки в домашних условиях, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Кузница. Это место, где мастер выполняет все кузнечные работы. Оптимально, когда кузница представляет собой отдельное просторное помещение, на 10-15 метров удаленное от жилища. Но если такого помещения нет, то для начала можно устроить крытый навес во дворе и оснастить его самыми необходимыми приспособлениями. Самые необходимые приспособления включают в себя кузнечный горн, наковальню, стол для выполнения кузнечных работ, слесарный верстак, подставка или стеллаж для кузнечного и слесарного инструмента, равно как и сам кузнечный и слесарный инструмент, бак с холодной водой .

Пригодиться в кузнице могут точило, сварочный аппарат, давильные прессы. Основа оснащения кузницы - горн. По сути дела, горн - это простейшая печь для нагрева кузнечных заготовок и прогрева поковок в процессе работы. Топливом для гона является каменный или древесный уголь. В отличие от обычной печи горн имеет открытую топку и принудительную подачу воздуха, осуществляемую при помощи разных приспособлений.

В старинных кузницах устанавливали монументальные сооружения - стационарные горны. Вначале ставили деревянный сруб высотой по пояс и плотно набивали его горелой землей, песком, битым мелким камнем или глиной. В середине сруба делали углубление (горнило) и сбоку подводили к нему толстую чугунную или медную трубу (фурму). Другой конец фурмы соединяли с мехами (рис.81). Воздух из мехов подавался через фурму в горнило к горящим в нем углям. Этот процесс и есть дутье. Чем сильнее поток воздуха, тем выше становилась температура в горниле. Выкладывали классические кузнечные горны и из кирпича.

Если у вас есть возможность, постройте горн. Он прослужит очень долго. Конечно современный горн, даже если он построен по принципу классического, будет выглядеть немного иначе.

Горн в кузнице устанавливают по центру стены, противоположной входу. Постамент стола выполняется так же, как у классического горна. Это может быть и деревянный сруб, и кирпичный постамент, заполненный изнутри песком, глиной и пр. Оптимальная высота стола - 70-80 см., а размеры сторон достигают 1,5-2 метров и даже больше, если стол устанавливается с расчетом на изготовление крупных изделий вроде оград. Поверхность стола горна выкладывают из огнеупорного кирпича, железобетона, пиленого камня. В центре стола располагают очаг или так называемое горновое гнездо. Оно может иметь круглую или квадратную форму размером 20х20 или 40х40 см при глубине 10-15 см. В это отверстие вставляется фурма. Она представляет собой толстостенный резервуар, сверху накрытый подовой доской. Сбоку к фурме приваривают патрубок - отрезок трубы из тугоплавкой стали. Противоположный конец патрубка соединяют с нагнетающим устройством (вентилятором, нагнетающим гнездом пылесоса, компрессора или мехами). Воздух от нагнетающего устройства через патрубок подводится в корпус фурмы, а затем через подовую доску попадает в зону горения. От конфигурации отверстий подовой доски зависит вид пламени. Так, равномерно расположенные круглые отверстия дают цилиндрическое факельное пламя, а щелевые отверстия (в том числе и обычная печная колосниковая решетка) - узкое и удлиненное пламя.

Разжигают кузнечный горн следующим образом. В горнило на подовую доску насыпают тонкий слой угля, сверху кладут слой стружек и мелких древесных щепок, смоченных керосином. Сверху укладывают немного сухих дров. На горящие дрова насыпают еще один слой угля и начинают дутье. Как только уголь раскалится докрасна, можно начинать нагрев заготовок. Периодически уголь сбрызгивают водой, чтобы сверху образовалась корочка, удерживающая внутри горящей массы высокую температуру. Зола от перегоревших дров и угля просыпается в фурму. Периодически фурму очищают от золы. Для этого дно фурмы оснащают так называемой донной крышкой.

Постамент кузнечного стола можно собрать из стальных уголков, соединив их сваркой или болтами так, чтобы верхние уголки для плоскости стола были развернуты ребрами вверх. В образовавшуюся раму укладывают толстый железный лист с отверстием для фурмы. Остальное пространство стола закладывают кирпичом или другим материалом, как и в первом случае.

Для нагрева заготовок можно использовать и паяльную лампу . Ее устанавливают в заранее приготовленную ямку, а рядом складывают небольшую печь из огнеупорного кирпича. Можно соорудить конструкцию, в которой паяльная лампа будет располагаться под печью, давая кузнецу больше свободы в перемещениях. Для этого кирпичи ставят на торец, укладывают на них колосниковую решетку, а на нее устанавливают в виде печи четыре кирпича. В это углубление засыпают уголь. Паяльную лампу с помощью патрубка подводят под колосниковую решетку. Заготовки в этом случае закладывают в щель между кирпичами. Использовать такую печь можно лишь для заготовок небольшого размера.

Над горном надо обязательно сделать горновой кожух. Это обычная вытяжка для отвода образующихся во время работы вредных газов. Размеры нижнего входного отверстия кожуха соответствуют размерам кузнечного стола. Укрепляют вытяжку на высоте 50-60 см от рабочей поверхности стола. Вообще, чем ниже установлена вытяжка, тем эффективней она работает. Если в соответствии с вашим ростом можно понизить уровень входного отверстия вытяжки, сделайте это. Лучший вариант горнового кожуха - закрепленная металлической рамой вытяжка, выполненная из огнеупорного кирпича. Можно сделать кожух из листового железа толщиной 0,5-1,5 мм. Главный недостаток металлических кожухов - быстрое прогорание (окисление под воздействием высокой температуры и газов с последующим разрушением).

Оптимальный вариант - устройство кузницы в отдельном помещении. Как уже говорилось, горн устанавливают в центре стены, противоположной входу. Наковальню размещают на расстоянии 1-2 метра от горна, чтобы ее конический рог находился слева от кузнеца, стоящего спиной к горну. Вокруг наковальни должно быть достаточно пространства для свободных перемещений кузнеца и, при необходимости, работы молотобойца. Между наковальней и горном располагают бочку с водой для охлаждения поковок и инструмента. Вода пригодится и в момент пожарной опасности. Чтобы вода в бочке была постоянно холодной, ее на 2/3 зарывают в землю. Рядом с наковальней должен быть столик для кузнечного инструмента. Чтобы он занимал меньше места, его можно сделать двухъярусным - на верхней плоскости размещают инструмент, которым пользуются часто, на нижней полке менее ходовой. У соседней стены размещают кузнечные тиски, на которых производят высадку, гибку, скручивание. Рядом с тисками - слесарный верстак. В углах располагают ящики с углем, дровами, песком.

Материалы. Основной материал, который используют в своем деле кузнецы - сталь. Общеизвестно, что сталь - это сплав железа с углеродом. По доле углерода в сплаве стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25% углерода), среднеуглеродистые (0,25-0,6%) и высокоуглеродистые (0,6-2%). Повышение содержания углерода в стали увеличивает ее твердость и закаливаемость, но снижает пластичность и ковкость. Для улучшения физико-механических свойств сталей в них вводят различные добавки. Это могут быть никель, мышьяк, медь, фосфор, сера и др. Причем содержание добавок в сплаве четко контролируется, ведь при превышении некоторого порога вместо улучшения качества можно получить обратный эффект. Особенно важно не допустить превышения содержания в сплаве серы и фосфора. Чем меньше в стали этих примесей, тем выше ее качество.

В зависимости от химического состава стали делят на углеродистые и легированные. Углеродистые в свою очередь подразделяются на стали обыкновенного качества, качественные углеродистые стали и стали специального назначения. Благодаря своей пластичности, для кузнечных работ хорошо подходят стали обычного качества с содержанием углерода от 0,1 до 0,3%. Эти стали хорошо свариваются, легко режутся. Маркировки таких сталей Ст0, Ст1, Ст2. В принципе, вполне удовлетворительно и качество сталей Ст3-Ст6. Чаще всего они встречаются в виде проволоки, прутков, полос и листов. Наиболее доступным источником нужной стали является металлолом. При этом имейте в виду, что из стали Ст0 чаще всего изготовляют строительную арматуру, из стали Ст1 - сварочные конструкции, из стали Ст2 и Ст3 - железнодорожные костыли, болты, гайки, гвозди.

Название "углеродистые качественные стали" подразумевает пониженное содержание вредных примесей и, как следствие, повышение качества и улучшение механических свойств. Лучше всего для ковки подходят качественные стали марок Ст10 и Ст15 (0,10 и 0,15% углерода соответственно).

Из углеродистых инструментальных сталей изготавливают различные инструменты. Маркировка этих сталей начинается с буквы "У", после которой цифрами проставляют содержание углерода в десятых долях процента. Например, стали марки У9 содержит 0,9% углерода. Инструментальную сталь также можно использовать в изделиях, материалом для которых послужит какой-нибудь пришедший в негодность инструмент.

Легированные стали в обязательном порядке содержат добавки, нацеленные на придание стали тех или иных качеств. Например, уже упоминавшийся никель придает стали прочность и твердость, повышает устойчивость к коррозии. Вольфрам и ванадий увеличивают жаропрочность и притормаживают образование окалины при нагреве стали до высоких температур. Кремний придает упругость. Легированные стали, в зависимости от приобретенных в результате легирования свойств, применяются в конструкциях, которые должны выдерживать серьезные физико-механические или физико-химические нагрузки. Изготавливают из них и разнообразные инструменты. Из цветных металлов в кузнечном деле используют в основном медь и ее сплавы (латунь, бронзу), а также алюминий и его сплавы.

Хорошо, если в руки попадают заводские материалы с проставленной маркировкой. А если работать придется с металлом, переработанным из металлолома? Как определить его марку? Все, что вам потребуется, - это точильный круг. Дело в том, что мелкая металлическая стружка, образующаяся при обработке металла на точильном круге, дает сноп искр, совершенно уникальный для каждого металла (сплава). По характерным особенностям искр и определяют, с каким металлом имеют дело. Поскольку внешний вид меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов узнаваем достаточно легко, затруднения может вызвать лишь определение марки стали.

Низкоуглеродистая сталь, содержащая приблизительно 0,1-0,2% углерода, выбрасывает из-под точильного круга искры, расходящиеся веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета с утолщением в середине и на конце. С повышением содержания углерода, основной рисунок искр остается прежним, но вокруг веера возникает все больше ярких звездочек. Например, сноп искр стали с содержанием углерода 0,5% имеет вид такого же веера из слегка изогнутых черточек, но в районе среднего утолщения от снопа отделяется небольшое количество искорок, которые сверкают отдельными звездочками. Высокоуглеродистая сталь, в том числе и инструментальная, дает искры с обильными звездочками.

В таблице, помещенной ниже, сведены характеристики искр и звездочек наиболее употребляемых в кузнечном деле марок стали.

Цвета искр углеродистых сталей меняются в гамме оттенков соломенно-желтого и светло-желтого. У хромистой стали искры длинные. От основной ветки в разных направлениях отлетают короткие тонкие веточки искр со звездочками на конце. Цвет искр хромистой стали оранжево-красный. Искры вольфрамовой стали прерывистые, с небольшими утолщениями на конце.

Определение марки стали по искре

Марка стали	Формы искр и звездочек
Ст2, Ст3	Нити искр тонкие, с утолщениями в середине и на конце, разветвлений практически нет
Ст4	Нити гуще, чем у сталей Ст2 и Ст3, разветвлений мало
Ст5, Ст10	Нити острые, с утолщениями в середине и на конце, разветвлений мало, немного звездочек
Ст15, Ст20	Нити той же формы, что и у Ст5, Ст10, но разветвлений и звездочек больше
Ст20, Ст30	Концы нитей становятся тонкими, без утолщений, разветвлений и звездочек много
У12	Мелкие густые звездочки
Ст40, Ст45	Концы нитей острые, нити сильно разветвляются, звездочки круглые, густые

Главным элементом каждой кузницы является горн, в котором накаляют материал так, что его твердость во много раз снижается и уступает место пластичности. Кузнецу остается только вылепить из податливого материала нужный предмет.

В зависимости от химического состава каждый материал имеет свою ковочную температуру, вернее интервал температур. Верхней границей этого интервала является температура, до которой нагревают заготовку в горне перед ковкой. Затем приступают непосредственно к ковке и продолжают работать с накаленной заготовкой до тех пор, пока она не остынет до температуры нижней границы интервала ковочной температуры. В этом интервале температур пластичность металла достаточно высока, следовательно, металл легче обрабатывается и, что тоже важно, от механических воздействий кузнечных инструментов не страдает внутренняя структура металла.

Очень важно уметь правильно определить температуру нагрева заготовки перед началом обработки. Не забывайте, что перегретый металл значительно теряет в пластичности. А сильный перегрев может привести к пережогу металла. Пережженный металл при ковке просто разрушается. Если же начать ковать заготовку, нагретую до температуры ниже ковочной, на ней будут образовываться трещины.

Еще с древности кузнецы научились определять температуру поковок (заготовок) по цвету. Понаблюдайте за нагреваемым металлом. По мере нагревания он одевается в разные краски. Вначале, сменяя друг друга, проходят цвета побежалости. Вслед за последним цветом побежалости появляется первый цвет каления. При дальнейшем нагревании один за другим проходят все цвета каления. При максимальных температурах цвет каления белый с оттенками различной яркости.

Ниже в таблицах приведены температуры, соответствующие различным цветам побежалости и каления стали.

Цвета побежалости и соответствующие температуры для стали

Цвет побежалости	Температура, ° С
Бледно-желтый
Светло-желтый
Желтый
Темно-желтый
Коричневый
Коричнево-красный
Фиолетовый
Темно-синий
Светло-синий
Серый

Цвета каления и соответствующие температуры для стали

Цвет каления	Температура, ° С
Темно-коричневый (заметен в темноте)	530-570
Коричнево-красный	580-650
Темно-красный	650-730
Темно-вишнево-красный	730-770
Вишнево-красный	770-800
Светло-вишнево-красный	800-830
Светло-красный	830-900
Оранжевый	900-1050
Темно-желтый	1050-1150
Соломенно-желтый	1150-1200
Лимонный	1200-1400
Белый (различной яркости)	1400

Заготовку из стали Ст1 вынимают из горна и начинают ковать при температуре 1300° (здесь и далее температура указывается по шкале Цельсия), то есть на пороге белого каления. Прекращают ее ковать, когда температура упадет до 800° . За пределами этого температурного интервала сталь значительно менее пластична, сопротивляется деформации и может разрушиться. Лучший период для ковки стали Ст2 - от 1200° -850° , для У7, У8, У9 - от 1150° -800° . Стали У10, У12, У13 куют в интервале 1130° -870° .

Инструменты. Наковальня - основное опорное приспособление. Верхняя горизонтальная плоскость называется наличником или лицом. Наличник наковальни должен быть закален и хорошо отшлифован. На нем выполняют все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни выполнены под углом 90° к наличнику. Ребра этих граней должны быть довольно острыми, без сколов. На ребрах производят раздачу и гибку материала. Важным элементом наковальни является рог. Встречаются безрогие и однорогие наковальни, но наиболее универсальна двурогая наковальня с коническим рогом и хвостом. Конический рог предназначен для радиусной гибки прутков, полос. На нем же раскатывают и сваривают заготовки в форме колец, выковывают спирали и выполняют многие другие операции. Хвост, расположенный напротив от рога, имеет форму пирамиды. Его используют для гибки и правки замкнутых прямоугольных заготовок.

На наличнике в районе рога сделано круглое отверстие диаметром 15-25 мм для пробивки отверстий в заготовках. У хвоста на наличнике находится квадратное отверстие размером 35х35 мм. В него устанавливают различный подкладной инструмент, облегчающий раздачу, рубку, формовку заготовок.

Для крепления наковальни к подставке на ее нижней плоскости имеются лапы. Подставкой (стулом) для стационарной наковальни может служить массивный пень лиственных пород диаметром 60-70 см и такой же высотой. С помощью скоб наковальню прикрепляют к подставке.

Неустойчиво стоящая подставка затруднит работу на наковальне. По советам мастеров, лучше вкопать ее в землю на глубину не менее 0,5 метров и хорошо утрамбовать землю вокруг подставки. Если вам не удалось подобрать подходящий пень, замените его деревянной или металлической бочкой, туго набитой песком или землей. Сверху положите толстый деревянный брус и нему прикрепите наковальню. Для начальных ознакомительных работ наковальню вам может заменить кусок рельса или толстая металлическая плита.

Ударный инструмент. Главный инструмент в кузне - ударный. Это молотки-ручники (далее ручники), боевые молоты и кувалды.

Ручник - основной инструмент кузнеца. Им мастер кует небольшие изделия и руководит работой молотобойца, если работа идет в паре. Ручником кузнец показывает молотобойцу, в какие места надо наносить удары молотом или кувалдой. В зависимости от обрабатываемой заготовки применяются ручники массой от 0,2 до 5 кг.

Боевые молоты - тяжелые молотки массой 10-12 кг. Рабочей частью молота является головка. Нижняя рабочая поверхность головки называется боем или бойком, верхняя - задком. Задки бывают клиновидными односторонними, двусторонними продольными, двусторонними поперечными. Клиновидным задком разгоняют раскаленный металл вдоль или поперек оси заготовки. Двусторонние продольные и поперечные задки облегчают рубку металла.

Кувалда - тяжелый молот массой до 15 кг - используется при тяжелых кузнечных работах, требующих нанесения сильных ударов. Бойники кувалды имеют плоскую форму.

Рукоятки ударных инструментов выполняют из прочных лиственных пород деревьев (березы, бука, граба, ясеня). Старые мастера предпочитали рукоятки из рябины. Длина рукоятки ручника может достигать длины 60 см. Длина рукоятки молота, в зависимости от его веса и роста молотобойца, достигает 90 см. Очень важно, чтобы рукоятки были гладкими, не имели трещин и заусенцев. В противном случае, можно серьезно поранить руку. Особое внимание следует обратить на крепление рукоятки с головкой. Отверстие в головке, предназначенное для рукоятки называется всадом. После того, как рукоятка вставлена, ее расклинивают (вбивают клин). Самыми надежными считаются металлические заершенные клинья. Вбивать их надо на глубину, равную 2/3 ширины головки молота или кувалды под небольшим углом к оси рукоятки.

Рассмотрим технику ударов подробней. Локтевые (или легкие) удары наносят движением рук от локтя. Предплечье в этом ударе не участвует. Плечевые (или средние) удары наносят движением рук от плеча. Верхняя точка траектории движения молота находится над головой молотобойца на высоте вытянутых рук. При навесных (или сильных) ударах молот описывает в воздухе полный круг (через низ, над спиной, над головой, нанесение удара). Навесные удары наносят при ковке заготовок большой массы или при кузнечной сварке крупных деталей.

Значительно упрощают работу, а часто и расширяют круг возможностей кузнеца различные подкладные инструменты . В зависимости от того, устанавливается ли подкладной инструмент на наковальню (в квадратное отверстие возле хвоста) или под молот (то есть над верхней поверхностью обрабатываемой заготовки), подкладной инструмент делят на нижняк и верхняк. Знакомство с этим инструментом начнем с приспособлений, которые кладут под молот.

Кузнечные зубила используют кузнецы во многих операциях. Они различаются по разным признакам. Во-первых, их подразделяют на зубила для рубки нагретых и холодных заготовок. Зубила для рубки холодных заготовок более массивны, угол заточки их ножа 60° . Для рубки горячих заготовок используют зубила с более тонким ножом. Угол заточки такого ножа - 30° . Различают зубила и в зависимости от формы ножа. Зубила с прямым ножом используются как для поперечной, так и для продольной рубки. Нож зубила для поперечной рубки расположен параллельно оси рукоятки, нож зубила для продольной рубки - перпендикулярно оси рукоятки. Прямые ножи делают с односторонней и двусторонней заточкой. Зубилами с односторонней заточкой получают разрез со строго перпендикулярным торцом. Разрезы с наклонными торцами выполняют зубилами с двусторонней заточкой. Иногда нож зубила оставляют притупленным. Такие зубила используют при украшении поверхности изделия орнаментом.

Для вырубки из листов металла фигурных элементов используют зубила с определенной кривизной ножа в горизонтальной плоскости. Если фигурное украшение вырезают из металлического бруска или другой объемной заготовки, пользуются фасонными зубилами с двойной кривизной ножа.

Пробойники предназначены для пробивки отверстий и различных углублений в нетолстых заготовках. Рабочая часть пробойника называется бородкой. Бородки могут иметь круглую, овальную, квадратную, прямоугольную или фасонную форму. Выбор пробойника зависит от того, какую форму надо придать отверстию или углублению. В тех же целях, но для объемных заготовок используют прошивни или специальные пуасоны. Пуасоны отличаются от пробойников тем, что не имеют рукояток и удерживаются клещами.

Гладилки. После ковки поверхность изделия далеко не идеально гладкая. Для ее выравнивания применяют гладилки. При выравнивании больших плоскостей удобнее пользоваться плоскими гладилками с рабочей поверхностью 10х10 см. Для небольших плоских поверхностей достаточно плоской гладилки с рабочей поверхностью 5х5 см. Для выравнивания радиусных поверхностей используют гладилки с цилиндрической рабочей поверхностью.

Раскатки. Главная роль раскаток - ускорение раздачи (удлинения) раскаленного металла вдоль и поперек оси заготовок. Кроме того, их используют для выбивания на заготовках цилиндрических пазов. Можно применять раскатки и для нанесения узора.

Подкладной инструмент устанавливается в квадратное отверстие на наличнике наковальни. Для этого он снабжен хвостовиком квадратной формы, который легко устанавливается в отверстие.

Подсечки . В одном из методов рубки заготовок используются подсечки. Угол заточки лезвия подсечки 60° . Заготовку накладывают на лезвие подсечки и, ударяя по ней ручником, отрубают необходимую часть.

Конусные оправки и вилки . Для расширения отверстий в заготовке и раздачи колец используют конусные оправки и вилки при выполнении гибочных операций. У опытного мастера со временем собирается целый арсенал различных оправок, которые упрощают ковку уклонов, кузнечную сварку, гибку сложных профилей. Для начала они вам не потребуются. С накоплением опыта вы определите, какие именно вам нужны, и изготовите их сами. Вообще, не надо пугаться представительного набора инструментов. Далеко не все из них потребуются вам с первых же минут работы в роли кузнеца. Чтобы освоить основные приемы кузнечного дела, нужен вполне ограниченный перечень инструментов.

Еще одна группа - парный подкладной инструмент . Парным он называется потому, что включает в себя нижний инструмент, который, как и обычный нижняк, вставляется в квадратное отверстие на наличнике наковальни, и верхний инструмент, который располагают сверху заготовки и держат за рукоятку (как обычный верхняк). В эту группу входят обжимки и подбойки.

Обжимки и подбойки помогают придать уже откованной заготовке правильную цилиндрическую, прямоугольную или многогранную форму. Заготовку располагают между ними. Подбойки используют для продольной и поперечной раздачи металла.

Гвоздильная плита нужна, чтобы изготавливать гвозди, болты и клепки для соединения деталей изделий. Эта плита представляет собой брус со специальными отверстиями разных размеров. Не забывайте, что соединения, выполненные с помощью болтов и заклепок, сделанных из того же металла, что и основное изделие, выглядят гораздо аккуратней.

Плита-форма может стать хорошей помощницей кузнецу. Стальная плита-форма по четырем боковым граням которой имеются углубления различной конфигурации и размеров. На торцевых поверхностям плиты делают сквозные отверстия стандартных форм (круглые, квадратные, треугольные и другие) и фасонные отверстия. Длина боковых граней плиты может достигать 40 см, толщина плиты - 15-20 см. Отверстия на торцевых поверхностях используют для пробивки отверстий такой же формы в обрабатываемых заготовках. Плиту подкладывают под заготовку, которую обрабатывают пробойниками или пуасонами. Углубления на боковых гранях плиты используются для ковки разнообразных фигурных элементов и с успехом заменяют целый набор подкладных штампов.

Клещи. Кузнецы имеют дело с раскаленным металлом. При обработке раскаленную заготовку нужно удерживать в определенном положении. Если для работы каким-либо инструментом, достаточно одной руки, заготовку можно удерживать другой рукой с помощью клещей. Чтобы клещи плотно облегали изделия различной конфигурации, их губкам придают различные формы. Например, держать заготовку цилиндрической формы удобнее клещами с губками в виде полуколец. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Если размер губок клещей оказывается несколько больше размера заготовки, применяют такую хитрость. Губки клещей нагревают в горне, захватывают ими заготовку и обжимают губки по форме заготовки ударами ручника. Кузнечные клещи должны быть легкими, с длинными пружинящими рукоятками. Для надежного удержания заготовок во время работы мастера стягивают рукоятки клещей специальным зажимным кольцом (шпандырем).

Тиски . Для работы с инструментом обе руки кузнеца должны быть высвобождены, поэтому для зажима раскаленных заготовок используют стуловые тиски. Крепят такие тиски массивными болтами или шурупами к основной опоре слесарного верстака. Слесарный верстак необходим в любой кузне, так как для доведения кованого изделия до завершенного вида над ним нередко приходится поработать слесарным инструментом. С основными слесарными инструментами вы постепенно познакомились в процессе изучения первой главы. Добавить можно только точило. Просверливать отверстия для соединения толстых, твердых кованых заготовок лучше всего не вручную, а на сверлильном станке. Удобнее всего расположить тиски так, чтобы расстояние между полом и верхним уровнем губок равнялось 90-100 см.

Вспомогательный инвентарь. В процессе работы нередко приходится производить различные замеры. Для этого хорошо заранее запастись стальными линейками (длиной 25, 50, 100 см), штангенциркулем и угольниками.

Для ухода за горном кузницы потребуется лопата, кочерга, метелка для очистки горна от угольной и шлаковой пыли, какой-нибудь ручной пульверизатор для сбрызгивания угля при спекании купола над очагом, щипцы для угля, ломик для пробивания спекшегося угля (если топливом вашего горна будет уголь). В обязательном порядке в кузнице, помимо емкости с водой, размещается и ящик с сухим песком.

Соблюдение Вашей конфиденциальности важно для нас. По этой причине, мы разработали Политику Конфиденциальности, которая описывает, как мы используем и храним Вашу информацию. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими правилами соблюдения конфиденциальности и сообщите нам, если у вас возникнут какие-либо вопросы.

Сбор и использование персональной информации

Под персональной информацией понимаются данные, которые могут быть использованы для идентификации определенного лица либо связи с ним.

От вас может быть запрошено предоставление вашей персональной информации в любой момент, когда вы связываетесь с нами.

Ниже приведены некоторые примеры типов персональной информации, которую мы можем собирать, и как мы можем использовать такую информацию.

Какую персональную информацию мы собираем:

• Когда вы оставляете заявку на сайте, мы можем собирать различную информацию, включая ваши имя, номер телефона, адрес электронной почты и т.д.

Как мы используем вашу персональную информацию:

• Собираемая нами персональная информация позволяет нам связываться с вами и сообщать об уникальных предложениях, акциях и других мероприятиях и ближайших событиях.
• Время от времени, мы можем использовать вашу персональную информацию для отправки важных уведомлений и сообщений.
• Мы также можем использовать персональную информацию для внутренних целей, таких как проведения аудита, анализа данных и различных исследований в целях улучшения услуг предоставляемых нами и предоставления Вам рекомендаций относительно наших услуг.
• Если вы принимаете участие в розыгрыше призов, конкурсе или сходном стимулирующем мероприятии, мы можем использовать предоставляемую вами информацию для управления такими программами.

Раскрытие информации третьим лицам

Мы не раскрываем полученную от Вас информацию третьим лицам.

Исключения:

• В случае если необходимо - в соответствии с законом, судебным порядком, в судебном разбирательстве, и/или на основании публичных запросов или запросов от государственных органов на территории РФ - раскрыть вашу персональную информацию. Мы также можем раскрывать информацию о вас если мы определим, что такое раскрытие необходимо или уместно в целях безопасности, поддержания правопорядка, или иных общественно важных случаях.
• В случае реорганизации, слияния или продажи мы можем передать собираемую нами персональную информацию соответствующему третьему лицу – правопреемнику.

Защита персональной информации

Мы предпринимаем меры предосторожности - включая административные, технические и физические - для защиты вашей персональной информации от утраты, кражи, и недобросовестного использования, а также от несанкционированного доступа, раскрытия, изменения и уничтожения.

Соблюдение вашей конфиденциальности на уровне компании

Для того чтобы убедиться, что ваша персональная информация находится в безопасности, мы доводим нормы соблюдения конфиденциальности и безопасности до наших сотрудников, и строго следим за исполнением мер соблюдения конфиденциальности.