Технологии

Процесс ковки основан на пластических свойствах металла. Металл, как известно,обычно куют в горячем состоянии, когда он пластичней и его проще деформировать.

Конечный эффект этой операции зависит в большей степени от соблюдения строго установленного теплового режима. Несоблюдение его неизбежно ведет к нежелательным результатам. Если металл передержать на огне, то элементы кристаллической решетки из которой он состоит, деформируются и металл потеряет прочность. Поэтому металл с различным содержанием углерода, в той же мере и легированные стали необходимо нагревать по-разному. Чем больше присутствует в стали углерода, тем меньше предел ее нагрева.

Итак, металл надо нагреть. Тут уж, естественно, не обойтись обычным горном — необходимы особые печи. Для нагрева высококачественных сталей ставят печь из набора камер и в каждой из них поддерживают установленную температуру. В первую камеру помещают холодный металл, в этой камере температура 300—350°. А потом металл переходит из одной камеры в другую, в них температура постепенно повышается и устанавливается  на уровне 1050—1250°.

Громоздкие слитки нагревают в масивных однокамерных печах.

От конструкции печей зависит время и технологичность нагрева металла. Печи предлагаются для этого процесса пламенные и электрические. В пламенных нагрев происходит в результате сжигания твердого или жидкого или газообразного топлива. В прошлые века печи работали на угле или нефти. Из-за этого в цеху часто было дымно, чадно. Современные производства переводятся на газ. Это существенно улучшает качество труда. Еще более благоприятные  условия создаются в результате технологии нагрева поковок электричеством, преимущественно токами высокой частоты.

Технология художественной ковки: операция- нагрев.

Металл для ковки подвергается нагреву в горне, который в наше время комплектуют электрическим вентилятором, обеспечивающим в горн нужное количество кислорода. Горн можно отапливать кузнечным углем или же коксом. Огонь необходимо постоянно отслеживать чистым, пламя регулировать не длинным, чтобы наибольшая температура был внутри. Для этого  периодически пламя  поливают сверху  водой ,используя для этого жестяную лейку. Золу, которая собирается на дне горна, не деформируя, выгребают или кочергой  или ломиком. При этом чтобы при чистке горна пламя не погасло, в горн подбрасывают предварительно дополнительно топлива и предоставляют ему возможность разгореться. Топливо в горн помещают по краям, а не сверху. Нагреваемый металл укладывают в горн под слой углей, где температура наивысшая. Металл, уложенный черезчур глубоко, быстро охлаждается поступающим воздухом, и нагревание здесь неэффективно. Разогревать металл нужно медленно, прежде всего  крупные заготовки, для того чтобы материал достаточно прогревался. Нельзя перегревать сталь, это касается прежде всего инструментальной во избежание появления трещин и диструкции  при ковке. Если по недогляду деталь все-таки станет перегретой, то эту часть следует отрубить. Самый оптимальный температурный интервал для ковки металла 850—900°. Прочность стали при таких диапозонах температур уменьшается ориентировочно в 20 раз, а пластичность намного увеличивается. Ковать при температурах более низких не следует. К примеру, при нагреве до так называемого синего каления, это приблизительно 400°С, металл становится очень хрупким и подверженным разрушениям.

Технология художественной ковки : операция - пробивка.

Художественная ковка совмещает в себе ряд операций , одна из которых -пробивка.Для осуществления клепки, протаскивания стержней и других аналогичных целей в обрабатываемой детали первоначально пробивают различные отверстия. К примеру, если необходимо круглое отверстие, то для этого применяют бородок. Заготовку устанавливают на пробойную плиту, состыковав ее отверстие с расположением заготовки, в котором требуется пробить отверстие . После пробивания заготовки на 50% толщины, из нее вынимают бородок, разворачивают ее обратной стороной и заканчивают пробивку. Обычно  отверстие пробивают без потери материала. Сначала необходимо по технологии пробить отверстие бородком малого диаметра. После этого отверстие расширяют цилиндрической оправкой, в том случае если отверстие должно быть большего диаметра, его увеличивают бочкообразной оправкой. При необходимости получения квадратного отверстия применяют бородок, с формой усеченной  четырехгранной пирамиды. Для протаскивания стержней иногда необходимы продольные отверстия с различными размерами. Тогда применяют зубило  вместо бородка, которым пробивают отверстие необходимой длины. Порядок операций при этом такая же как и при пробивке бородком. Требуемая форму отверстия достигается при помощи предварительно изготовленных оправок.

Сборка кованых изделий.

Принципиально важно обозначить при художественной ковке какие из деталей изделия будут изготавливаться целиком, а какие детали отдельно и затем свариваться. Последовательность технологического процесса сборки определяет успех дела. Абсолютно очевидно, что для определения технологии кроме эскиза изделия нужно иметь  точный чертеж, разработанный конструктором ,предусмотрев допуски на токарную или фрезерную металлообработку, при условии ,если она необходима. При наличии чертежа, можно подсчитать и массу необходимого материала для ее производства, присовокупив к массе поковки планируемый отход материала на обсечку до 25-30% (в зависимости от конфигурации поковки, и на угар приблизительно 2-3% на каждую операцию нагрева и 1,5-2% на каждую опреацию подогрева).

При производстве конструкторского чертежа элементов под ковку нужно учитывать специфику этой технологии и избегать неудобных для нее форм и конструкций. Так например, пересечение цилиндрических деталей между собой, или ребристых сечений, ведь ребра в отдельных случаях изготовить очень трудно (к примеру, по контуру цилиндра), а порой  и невозможно. Элементы с существенной разницей в размерах технологичней изготавливать сварными или собирать резьбовыми соединениями.

Порядок  работы над изделием определяется  четким представлением его не только как единое целое, но и как совокупность деталей с продуманным способом соединений. Это принципиально важно, т.к. обуславливает очередность технологических операций.

В предметах декоративно-прикладного искусства нередко применяется дерево, железо,  стекло, керамика. Используя различные материалы, способ соединения играет роль не только соединительной функции, но и определяет силуэт и стиль изделия, подчеркивая его именно ему присущую структуру. Это соединение функционального и эстетичного и считается одним из главных качеств кованого металла.

Когда в изделии используется исключительно растительный мотив, то уместней соединить элементы сваркой или клепкой впотай или сочетанием этих двух приемов. В этом случае соединение выполняет исключительно функциональную роль. В таких изделиях точки соединений желательно закрыть, замаскировать примыкающим элементом – цветком,  листочком или завитком. Этот способ характерен для барокко. В других вариантах, если изделие состоит из повторяющихся элементов или их соединением служит хомут или скоба – применяют способ клепки с оригинальной декоративной головкой в форме цветка, звездочки, шарика и др.