Обработка металлов методом ковки: назначение и технологии

Технологии и приемы

Изготовление таких изделий начинается с разогрева заготовки в горне до ковочной температуры с дальнейшей обработкой молотом.

Производя элементы художественной ковки, мастер выполняет те же кузнечные операции: высадку, протяжку, раскатку, осадку, гибку, прошивку и прочие. Для изготовления некоторых деталей может применяться холодный способ металлообработки: изгибание и прессование, создание отдельных комплектующих (волюты, завитков, спиралей).

Как и в любом слесарном деле, кузнец использует и такие приемы, как сверление, шлифовка или сглаживание.

Но есть и своя отдельная черта — это создание изображений с орнаментами путем чеканки, травления.

Все вышеперечисленные операции можно объединить в три отдельные группы:

• Термообработки материалов.
• Ковки.
• Сборки.
• Декорирования.

Термообработка

Нагревание осуществляется в горне (тип зависит от конкретной мастерской) или индукционной печи. Время нагрева может быть разным, смотря какое топливо используется для очага.

Важным фактором термообработки является дополнительные процесс отпуска или закалки металла, которые позволяют получить более мягкое или прочное изделие.

Ковка

Это, собственно, сам процесс создания отдельных элементов изделия. При горячей ручной обработке используют основные кузнечные операции, формируя при этом изделие.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку

Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Особенности ковки

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Дополнительные виды

Узлы бывают еще и такого вида:

• Двойная спираль – это пространственная фигура из обычной двухрядной спирали. При этом самый широкий диаметр этого изделия – средняя часть. Из-за этого этот узор ковки также называют китайский фонарик. Для его изготовления необходимо два прутка или проволока с большим поперечным сечением.
• Кернение – такой художественный узор получается путем вдавливания части металлического листа или полосы в штампованную форму. Для этого используется специальный инструмент. На плоских заготовках так получают объемные надписи, изображения и вензеля.

Благодаря использованию различных кузнечных узоров и элементов, получают сложные изделия художественной ковки. Комбинируя их, мастера могут создать индивидуальную композицию для декорирования дома, территории или фасада здания.

Кованные перегородки

Простое зонирование любого помещения в жилище можно провести, используя металлические перегородки. Переплетающиеся узоры отдельных частей разделителя не «нагружают» пространство. Филигранный декор подходит для условного выделения зоны отдыха, работы. Применяются для разграничения площади столовой на две части: для готовки, приема пищи. Металл перегородок может окрашиваться. Самыми необычными считаются модели, покрытые золотистыми или серебристыми колерами. Эффект старины подчеркивает оригинальность их оформления. Формы перегородок бывают любыми: трапеция, прямоугольник, полумесяц. Они могут устанавливаться в рамки из дерева или монтироваться без дополнений. К отдельному виду относятся потолочные перегородки. Их крепят над порогами. Нестандартные разделители не занимают пространство помещений. Оптимально подходят для создания восточного оформления.

Примеры сочетаний с другими материалами

Кованые изделия для внутреннего использования в жилых помещениях редко представляют собой сплошной металл: для большей функциональности и комфорта, ковку разбавляют другими материалами.

Дерево

Холодная ковка в сочетании с теплым деревом становится более уютной, нейтральной. Деревянными могут быть сиденья табуретов или стульев, столешницы, полки.

На фото сочетание дерева и металла

Стекло

Дуэт стекло + железо с одной стороны выглядит холодно, с другой — легко и воздушно. Стеклянная столешница, например, в отличие от деревянной, позволяет столу остаться зрительно легким, невесомым.

Камень

Изготовление изделий из металла и камня — дань традициям. Выглядят столы или полки основательно, порой даже монументально. Вписываются в дворцовые роскошные интерьеры.

Кожа

Мебель с сиденьями (стул, софа, кушетка) гармонично дополняют детали, выполненные из натуральной, либо искусственной кожи или замши. Почти все остальные мебельные ткани в паре с железом выглядят нелепо.

Разновидности художественной ковки металла

Наиболее сложные и изысканные изделия получают способом традиционной, горячей ковки. Этим способом можно выковать как обычные прутья решетки, таки элементы ажурной ковки, такие, как листья и цветы, стилизованные фигурки животных и замысловатые орнаменты.

Горячая художественная ковка металла

Холодная ковка не позволяет достичь таких же высот художественной выразительности, но имеет свои явные достоинства: низкую себестоимость и высокую повторяемость изделий в серии.

Холодная ковка

К холодной ковке иногда относят и технику чеканки. В этом случае на тонкий лист металла с помощью набора остроконечных инструментов и молотка наносят узор, состоящий из множества вмятинок и черточек, складывающихся в высокохудожественное изображение.

Ковка железа и стали по технологии конца XIX века[ | ]

Данные в этой статье приведены по состоянию на конец XIX века (требуется перевод в современные единицы измерения). Вы можете помочь, обновив информацию в статье.

Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:

• обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы).
• сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара (см. сварка ковкой).
• обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.

В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную

и намеханическую.

Инструменты

Багор	Кочерга	Надставка	Раскатка
Винтовой пресс	Кувалда	Наковальня	Ригель
Воротяжка	Кузнечная вилка (вилка, рогатка)	Натяжка	Ручник
Гвоздильня	Кузнечная форма	Обжимка	Скоба
Гибочная плита	Кузнечное зубило	Обрезной штамп	Скребок для печи (скребок для золы, скребок)
Гладилка	Кузнечные клещи	Обсечка	Совковая лопата (лопата)
Давильник	Кузнечный блок	Оправка	Совок для печи (совок для золы, совок)
Державка	Кузнечный вороток	Пережимка	Станки для горячей ковки
Ёмкость для жидкости	Кузнечный молот	Пирометр	Станки для холодной ковки
Калибр-гребёнка	Кузнечный патрон	Подбойка	Стуловые тиски
Кантователь	Кузнечный пресс	Поддержка	Тиски
Квадрат	Кузнечный пробойник (кузнечный бородок)	Подкладной штамп	Топор
Клеймо	Кузнечный чекан	Подсечка	Ухват (рогач)
Клещевой захват	Кузнечный штамп	Подставка (подкладное кольцо)	Шперак
Клин	Лом	Призма	Штамп (штемпель)
Клиновая накладка	Матрица	Прокатный стан	Штихель
Клиновая подкладка	Мел	Прошивень	Щётка-смётка
Ключ	Молот	Пуансон	Эксцентриковый зажим

Ковка лошадей

Ковка лошади — прикрепление к её копытам подков, защищающих копыта от повреждений. Ковку лошади выполняет коваль — кузнец, имеющий познания в ветеринарной ортопедии и обладающий навыками обращения с лошадью.

Художественная ковка

Основная статья: Художественная ковка

Художественная ковка — это изготовление методом обработки металлов, который имеет общее название ковка, любых кованых изделий, любого предназначения, имеющих в обязательном порядке свойства художественного произведения. Близкое к такой формулировке пояснение можно встретить в словарях по общественным наукам.

Образцы художественной ковки

Изготовление кованых изделий

Основная статья: Кованые изделия

В современном мире принято различать два вида ковки: горячая и холодная.

Горячая ковка это традиционный кузнечный способ ручной ковки. Кузнечному делу обучаются в специализированных заведениях. Изделия создаются методом нагревания металла в горне или печи и ручного придания ему нужной формы с помощью молотов, кувалд, ручников, наковален, стуловых тисков, кузнечных клещей, гладилок, раскаток, всадного инструмента и пр. С помощью изготовленных вручную форм и молотов создается фактура поверхности. После формовки и обработки поверхности производится ручная обработка граней. Элементы изделий затем соединяются при помощи сварки, либо с помощью заклепок или конструктивных элементов. В процессе ковки металл уплотняется, что повышает его прочностные характеристики. Особенность способа заключается в том, что создание изделия и его обработка ограничены только мастерством кузнеца и полетом его фантазии.

Холодная ковка это деформация металла без его нагрева. Выполняется при помощи сгиба на специальных станках и шаблонах: «улитка», «твистер», «волна», «гнутик» и пр. В процессе деформации металла «на холодную», его прочностные характеристики снижаются. Как правило узоры изделия, его формы и обработка ограничены возможностями оборудования. Для придания конструкции художественного вида используются кованые элементы заводского производства (листья, «фонарики», цветы, узоры и пр.), приобретаемые по каталогам у крупных производителей. Основным поставщиком элементов в Россию является Китай. Также в создании узора участвует болгарка (обрезание концов квадратного либо круглого прута) и сварочный аппарат, который собирает детали узора вместе. Этот способ не требует кузнечных навыков, поэтому получил широкое распространение.

Где можно применять кованые изделия?

Ковка и дизайн совместимые понятия. С помощью кованых изделий можно украсить комнату, фасад здания, частный участок, сделать массивное ограждение. Кованые предметы выполняют декоративную и практичную функцию.

Изделия для внутреннего оформления помещений (Фото: Instagram / superkovka.by)

Снаружи здания

Для частных домов и садов можно изготовить:

• решетки на окна, двери;
• перила для лестниц на крыльце;
• ограждения для террасы;
• мангалы, садовую мебель;
• ограждения — секции заборов, калитки, ворота;
• фонари, декоративные фигуры;
• цветники, навесы.

Кованый фонарь (Фото: Instagram / metallokovka)

Облицовка мебели

Кованые изделия подойдут для облицовки мебели

Металлические предметы притягивают внимание. Мебель, изготовленная из других материалов, остается обычным фоном

В продаже можно найти кованые:

• столики;
• стулья;
• подставки;
• полки;
• шкафы;
• кровати;
• лавочки;
• зеркала.

Кованый стол и стулья (Фото: Instagram / blacksmith_moscow_kovka)

Функциональные предметы

Виды:

• бра, люстры;
• лестничные перила для лестниц внутри или снаружи дома;
• перегородки, ширмы;
• подставки, вешалки;
• рамы для зеркал или картин;
• дверная арматура;
• решетки на окна;
• дверные полотна;
• цветники, каминные решетки.

Декоративные вставки

К подобным элементам относятся декоративные элементы для внутренней и внешней отделки домом — ветви, подсвечники, вазы, настенные панно.

Кованые вазы (Фото: Instagram / nikitademm)

Инструменты для ковки

Набор инструментов античного кузнеца был нехитрым, но стоил по тем весьма дорого. В него входили:

• Кузнечный горн — приспособление для разогрева заготовки до высокой температуры.
• Ручные меха для раздувания углей.
• Наковальня — массивная металлическая отливка или поковка, на которой заготовке придают желаемую форму.
• Кузнечный молоток и молот.
• Клещи.
• Оправки, зубила и т.п.
• Емкость с жидкостью для охлаждения поковок.

С этим минимальным набором кузнец мог ковать несложные изделия хоть под кустом. Походные горны и наборы инструментов возили с собой кочевники и любая армия древности. Технологических возможностей походных кузниц хватало на то, чтобы выковать наконечник для стрел, подкову и другие детали конского снаряжения, починить металлические детали повозок, выправить поврежденный клинок или доспех.

Но для того, чтобы выковать корабельный якорь или тележную ось, требовалась уже стационарная кузница. В ней устанавливали тяжелую большую наковальню, большой горн и закрепленные рядом с ним меха с ручным или ножным приводом. Ставился также прочный верстак и большие тиски. В состав инструмента добавлялись также большое количество оснасток, подкладок, пробойников, струбцин, а также измерительные инструменты сообразно эпохе. Кузнец работал не один — обладающий большой физической силой и выносливостью подмастерье сначала раздувал меха, чтобы болванка в горне раскалилась докрасна, а потом с размаху бил большим кузнечным молотом в то место, которое намечал  маленьким молоточком — ручником мастер — кузнец.

В современной мастерской художественной ковки принципиальных изменений в составе инструмента не произошло, разве что измерительный инструмент стал точнее, а вместо установки громоздкого горна и мехов появилась возможность нагревать заготовки в муфельных печах или индукционным способом.

Особняком стоит группа оборудования для холодной ковки — изменения формы металлических прутков, проката или труб в холодном состоянии путем приложения механической силы. В нее входят различные станки для холодной формовки прутковых и профильных заготовок

Технология холодной ковки получила большое распространение, поскольку позволяет без длительного обучения и сложного оборудования получать недорогие художественные изделия начального уровня.

Виды современного кузнечного оборудования

В промышленности широко применяют множество кузнечно-штамповочного оборудования. Его можно классифицировать по следующим параметрам:

• по температуре обрабатываемой заготовки. Для этой операции применяют ковочные машины, оборудование для горячей и холодной штамповки как плоской, так и объемной;
• по операциям, выполняемым на оборудовании. Разделяют заготовительное, основное и финишное КШО;
• по методу подачи и удаления готовых изделий из рабочего пространства КШО. На практике применяют оборудование, на котором все эти операции выполняют вручную, в полу- и автоматическом режиме.
• по виду привода. Прессы и штамповочные машины работают от электричества, сжатого воздуха, гидравлики и пр.
• по ключевому параметру. Как правило – это номинальное усилие, создаваемое прессом или рабочий момент.

Виды кузнечных работ

Технология кузнечных работ включает в себя несколько видов операций, различающихся применяемым инструментом, режимами выполнения и целью. Эти операции в полной мере применяются и в технике художественной ковки, а изготовление какого-либо изделия может включать любой их набор и последовательность. Основным признаком для классификации является температура обработки — горячая и холодная ковка. Остальные критерии также могут относить операцию к различным видам и подвидам.

Горячая ковка

При горячей ковке изделие подвергается предварительному и при необходимости сопутствующему нагреву для повышения мягкости и пластичности. Существуют два вида горячей ковки металла:

1. Свободная или ручная ковка, при которой обрабатываемое изделие свободно размещается на наковальне, а необходимые форма и размер обеспечиваются ударами ручного или механического молота. К этому виду относится и кузнечная сварка — соединение разогретых до температуры плавления деталей с использованием кузнечного инструмента.
2. Штамповка, при которой заготовка помещается в штамп с внутренней полостью, по форме и размерам соответствующими готовому изделию. В процессе ковки заготовка деформируется и заполняет пустую область штампа.

Горячая ковка (Фото: pixabay.com)

Холодная ковка

При холодной ковке изделие подвергается обработке без предварительного нагрева. Чтобы деформировать холодный металл, нужно приложить много усилий, поэтому этот метод применяется для обработки заготовок небольшого сечения. При холодной ковке используются разнообразные станки, в том числе для холодной штамповки.

Особенности ковки

Художественная ковка – это высокотехнологический метод обработки железа. Благодаря холодной ковке, изделия получаются намного прочнее, нежели те, что отливают или штампуют.

Художественная ковка

Это объясняется прохождением заготовки через специальные станки, которые их одновременно гнут и прессуют. Это искусство кузнечного дела, позволяет получить готовую работу в короткий срок.

В отличие от горячей ковки, холодную рекомендуют выполнять даже при температуре окружающей среды. Предельная отметка температурного режима не должна превышать 200–250 градусов. Как раз до того момента, когда в металле начинаются структурные изменения из-за нагревания. Преимуществом этого метода является отсутствие окалины на поверхности изделия и высокая точность исполнения тонких узоров и элементов.

Кованые изделия практически не разрушаются с течением времени. Такая устойчивость, обеспечивается воздействием давления на металл во время обработки. Методам холодной ковки необходимо обучаться. Так как при ошибке обработки, заготовку будет очень сложно переделать или изменить. Работы, выполненные таким методом, позволяют создавать самые популярные товары:

• предметы интерьера и мебель;
• заборы, лестницы и перила;
• мангалы, фонари и беседки;
• решетки на окна;
• элементы декора для каминов.

Кованые аксессуары для камина

Во время ковки в холодном состоянии часто получают рельефные узоры на полосовых и листовых заготовках. А также таким методом обрабатывают изделия из сплавов и цветных металлов.

В каких стилях используют

При подборе нестандартных металлических украшений и мебели, нужно обязательно учитывать стилистику интерьера. Преобладающие геометрические формы, узоры позволят найти подходящие модели. При поиске можно использовать и следующую подсказку:

прованс;

Модель должна включать тонкие цветочно-лиственные части.

скандинавский;

Строгая геометрия, отсутствие сглаженных деталей являются главными критериями подбора.

рококо;

Для такой стилистики подойдут изделия с утонченными линиями, переходами к массивным украшениям.

восточный;

Тончайшие витиеватые переплетения, волнообразные переходы считаются самыми подходящими для этого направления.

лофт.

«Грубые» переходы, резкость, преобладание точных геометрических форм — главные критерии подбора для такой стилистики.

Техника безопасности при самостоятельном изготовлении

Если решили самостоятельно изготовить забор или любое другое изделие, то необходимо придерживаться элементарных основ техники безопасности.

1. Если применяете холодную ковку, то не обойтись без применения сварочного аппарата, а с ним нужно работать очень аккуратно. Для начала следует очистить помещение от любых загорающихся материалов, поскольку можно с помощью искр спровоцировать пожар. А также нельзя забывать о том, что под рукой всегда должно находиться в ведро с водой или огнетушитель, с помощью которых можно потушить возгорание предметов.
2. При сварке всегда используйте специальную маску, которая имеет защитное стекло. Этот простой способ поможет избежать ожогов глаз. Если всё же поймали так называемые «зайчики», то ночью во время сна могут возникнуть проблемы. Глаза сильно станут болеть, и вы практически ничего не будете видеть. К этому случаю необходимо заранее подготовиться и положить около кровати раствор из заварки и воды, а также под рукой должна быть ватка или марля. В случае возникновения вышеописанных симптомов смочите марлю в растворе и прикладывайте на воспалённые глаза. Придётся некоторое время помучиться, но примерно через полчаса или час болезненные симптомы уйдут. А также некоторые люди используют сырой картофель, который разрезается на две части и прикладывается к глазам.
3. При работе с болгаркой всегда нужно осматривать инструмент перед началом взаимодействия с металлом. Диски не должны быть со сколами, все элементы устройства должны быть надёжно закреплёнными.
4. Используйте защитные очки при работе.
5. Рабочее помещение должно быть очищено от посторонних предметов, поскольку о них можно очень легко споткнуться и нанести себе серьёзную травму.
6. После сварки все элементы будут очень горячие, а потому следует приобрести специальные брезентовые перчатки, которые помогут избежать ожога рук.

Всё может показаться очень сложным, но на самом деле процесс сборки кованого изделия из уже готовых материалов может оказаться не таким уж и проблематичным. Разумеется, с горячей ковкой всё это не сравнится, но результат получается очень неплохим.

А если учитывать то, что изделие будет изготовлено собственноручно, то, во-первых, можно сэкономить очень большую сумму, а во-вторых, гордиться тем, что такая красивая работа получилась самостоятельно. Двойная гордость придёт из-за того, что все соседи и друзья будут знать: такие ворота были изготовлены собственными руками, а потому стоит задуматься о самостоятельном освоении такого вида деятельности, как ковка, а не тратить большие деньги на приобретение уже готового продукта.

https://youtube.com/watch?v=eOQjp43kPro

Ковать можно что угодно, если иметь нужный трафарет и навыки — узоры, животных, фигурные элементы, фигурки, подставку для светильника. Большие фигуры или красиво выполненная в домашних условиях калитка будет очень величественно смотреться на частном участке или даче. Кузнечная деятельность, безусловно, сложна, но только представьте, как красиво будет смотреться приветствие на калитке, выполненное вручную из металла. Такие детали всегда запоминаются людьми надолго. Художественная ковка своими руками — это стильно, дешёво и красиво.

Недостатки металлических элементов

Как бы хорошо ни отзывались о ковке, у всего обязательно найдется и плохое. Причем в этом случае минусы заставляют многих людей отказаться от кованых элементов и изделий.

Безусловно, главный и основной минус — это цена. Дело в том, что на большинство подобных работ уходит уйма времени и сил. Помимо этого, роль играют различные дорогостоящие станки и сама стоимость металла. К примеру, если сравнить обычный забор из профилированного листа и такой же забор с элементами ковки, цена может повышаться чуть ли не в два, а то и в три раза.

Следующий и последний минус ковки — это подверженность коррозии. Как бы хорошо ни обрабатывался материал, на металл всегда будет плохо воздействовать влажность и сырость.

Это интересно: Форма для тротуарной плитки своими руками — изучаем обстоятельно