Двери с коваными элементами и мебель, такая как кресла, кровати, скамейки, выглядят элегантно и убедительно. Кованые часы обогащают внутреннее и внешнее убранство вашего дома. Кованые лестницы были инвестицией на протяжении многих десятилетий, они вышли из моды и вне времени. Садовые беседки, заборы и ворота также прекрасно смотрятся из кованого железа.
Ковка — что это такое?
Какие образы приходят вам на ум, когда вы слышите слово «кованое железо»? Конечно, это молот, наковальня и могучие железные рабочие, занимающиеся своим тяжелым, почетным ремеслом.
Правильно. Помните выражение «ковать железо, пока горячо» из знаменитого фильма? Деформация металла при высокой температуре и под давлением называется «ковкой». Более того, несмотря на холодную ковку, горячее формование металла по-прежнему остается единственным способом создания настоящих шедевров кузнечного дела.
Чтобы помочь вам понять разницу и специфику этих двух процессов, мы решили объяснить, что такое ковка, и начать имеет смысл с некоторой исторической справки.
Кузнец — самая почетная профессия
В VII веке до нашей эры люди делали из меди примитивное оружие и украшения. Однако ковка использовалась редко, поскольку медные изделия было проще отливать.
Около 1200 года до н.э. люди научились извлекать железо из руд, что ознаменовало начало железного века и развитие металлургии.
Расцвет кузнечного дела пришелся на Средние века, когда вручную ковали заборы, ворота, оружие, предметы быта, свечи и мебель. Кузнечное дело — это высокое искусство. Хорошие кузнецы прежде всего творческие люди, они работают с ювелирными изделиями, могут придать изделию необычную форму и украсить его замысловатым рисунком.
Поскольку никому не разрешалось входить в кузницу, кузнечное дело было полно мифов и легенд, а сами кузнецы почитались и обладали сверхъестественными способностями.
С тех пор прошло много веков, поэтому не помешает узнать, что такое кузнечное дело в современном понимании.
Виды ковки
Спрос на изделия из кованого железа чрезвычайно высок, поэтому техника ковки продолжает совершенствоваться и по сей день. Изделия и детали, изготовленные методом ковки, называются «ковка».
Таким образом, сегодня существует три вида ковки:
- свободная — это способ обработки металла, при котором заготовка не ограничена никакими формами либо закреплена на наковальне с одного конца. Под свободной ковкой чаще понимают ручной горячий метод обработки металла;
- машинная ковка металла производится на специальном оборудовании — кузнечных молотах весом от 40 кг до 5 тонн, гидравлических прессах или ковочных машинах. С помощью машинной ковки получают изделия массой в десятки тонн;
- штамповка — распространенная технология деформации металла, при которой заготовка помещается в форму — штамп. Методом штампования изготавливаются предметы серийного производства.
Теперь вы имеете представление о том, что такое ковка, но обзор был бы неполным без упоминания основных технологий, используемых для обработки заготовок из стали.
Понятие ковки металла
Проще говоря, ковка — это обработка металла, нагретого до ковочной температуры. Принцип технологии основан на физических свойствах любого материала, имеющего температуру плавления. Однако прежде чем этот порог будет достигнут, структура материала размягчается.
У каждого металла есть температура, при которой он становится более мягким и, следовательно, более пригодным для ковки.
Однако существует также технология металлообработки, при которой заготовка не нагревается, а подвергается холодной ковке. Эта технология позволяет производить изделия с одинаковой прочностью без необходимости нагревать заготовку для прессования и гибки.
Виды кузнечной обработки
- Свободная.
- Машинная.
- Штамповка.
Свободная ковка означает, что заготовки ничем не ограничены. Или материал закрепляется на наковальне с одной стороны. Эта техника также включает ручную ковку, когда изделию придают форму с помощью кувалды или молота. Открытая штамповка используется как для изготовления изделий по индивидуальному заказу, так и для простого улучшения качества материала.
Благодаря ковке поверхности заготовки улучшаются свойства металла. Крупные кристаллы материала разрушаются, и структура становится более тонкой и однородной. Кроме того, ковка заваривает внутренние полости и укрепляет тело заготовки.
Механическая ковка — это более современный метод обработки. Механическая ковка используется в тяжелой промышленности для массового производства. Используются механические молоты (от 40 до 5 тонн), ковочные машины или прессы. Вес заготовок и готовых поковок иногда может достигать десятков тонн.
Штамповка. Эта техника сделала возможным массовое производство. При производстве изделий металл заключен в штамп и в процессе деформации принимает нужную форму.
Штамповка используется в массовом производстве, где важно изготовить большое количество продукции. Открытая штамповка обычно используется для производства небольших серий и отдельных деталей.
Оборудование и инструменты
Длительное развитие этого вида металлообработки привело к разработке широкого спектра инструментов и компонентов. Однако горячая ковка металлов следует той же технологической линии, что и тысячи лет назад: Нагрев, фиксация, формовка и закалка.
Для производства изделий ручной ковки мастера используют практически те же инструменты и оборудование, что и с момента зарождения этой технологии. Список выглядит следующим образом.
Для нагрева материала до нужной температуры используется печь или камин. Существует множество различных типов этих устройств.
- Стационарные и переносные.
- Закрытые и открытые очаги.
- Топливные или электрические.
- Жидкостные, газо- или твердотопливные.
- С боковыми соплами подачи воздуха или центральной фурмой.
Наковальня — это массивный металлический стол, на котором придается форма заготовке. Они состоят из основания, рожка и ленты с отверстиями для сгибания. Существует несколько вариантов этого кузнечного инструмента, но всегда требуется стальная балка весом не менее 30 кг.
Языки используются мастером при ручной ковке для манипулирования заготовкой во время процесса.
Молот — основной инструмент, используемый в кузнечном деле, и может иметь различный вес для обработки заготовок разного размера.
Кованая заготовка: Основы ковки металла
В этой статье вы узнаете больше об особенностях процесса ковки, технологии и методах ковки металлов.
Ковка металлов, как и литье, является одним из старейших методов обработки материалов. С помощью этого метода люди научились получать металлы еще до открытия стали и железа. Первые в истории работники железной промышленности начали свою работу 6 000 лет назад. Постепенно технология модернизировалась и обогащалась новейшими методами. Сегодня невозможно представить ни одно металлообрабатывающее производство без процесса ковки.
Ковка металла: Что это?
Проще говоря, ковка — это обработка материала, нагретого до необходимой температуры. Принципы процесса основаны на физических свойствах обрабатываемого металла, который имеет температуру плавления. До того, как материал достигнет этого порога, он является мягким, т.е. готовым к обработке. Все металлы имеют определенную внутреннюю температуру, при которой материал становится мягким. От этого зависит коваемость металла. Существует также процесс ковки металлов, при котором материал не нагревается. Она изготовлена методом холодной ковки. Эта техника помогает получить достаточно прочную поковку. В этом случае заготовка сгибается и прижимается. Ниже приведены температурные пределы для ковки различных металлов.
Типы обработки металла
- машинная;
- свободная;
- штамповка.
Механическая ковка — это современный метод обработки, используемый в тяжелой и массовой промышленности. В этом процессе используются механизированные котлы, прессы или ковочные машины. Кроме того, вес готовых кованых и молотых деталей в некоторых случаях может составлять десятки тонн.
При ковке в открытых штампах заготовка не ограничивается штампами. Поковка закрепляется с одной стороны наковальни. Ручная ковка в данном случае относится к тому же методу. Изделия обрабатываются кувалдой или молотком. Процесс используется для производства отдельной детали или для улучшения качества изделия.
Процесс штамповки используется для массового производства. Во время производства металл заключен в штамп и формируется путем деформации.
Технология ковки заготовок и материалы
Первоначально кузнецы ковали металл из меди. Существует несколько распространенных причин для этого. Наиболее часто используемым материалом была медь. Он был найден практически в чистом виде. Кроме того, температура, при которой начиналась ковка, была относительно низкой.
Через некоторое время кузнецы освоили такие материалы, как железо и медь. С их появлением возникли новые методы ковки.
Кузнечная обработка стали
В производстве кованых предметов чаще всего используется сталь, так как это самый прочный материал, который всегда можно обработать этим методом. Обработка требует соблюдения следующих условий:
Заготовка (поковка) должна нагреваться равномерно со всех сторон.
Нельзя превышать определенную температуру, от которой зависит твердость материала. Например, легированные инструментальные марки нельзя нагревать до 1000 градусов, а мягкие марки — до 1300 градусов и более. Если температура недостаточно высока, материал не может быть обработан должным образом. Кроме того, в материале могут появиться трещины.
Перед нагревом материала до температуры ковки его следует предварительно нагреть до температуры около 300 градусов Цельсия.
До изобретения специального сварочного оборудования различные металлические детали также соединялись ковкой. Это было сделано путем нагрева и прессования краев детали. Подобные соединения использовались почти для всех доступных металлов, таких как железо, медь и т.д.
Сегодня технологии развиваются, но ковка по-прежнему остается одним из важнейших методов производства различных изделий. Совершенствование методов и появление подходящего оборудования позволили перейти к массовому производству и обработке крупных объектов.
Уральский завод ферросплавов (г. Миасс, Челябинская область) уже много лет производит кованые прутки и поковки из жаропрочных сплавов и низколегированных сталей. По желанию заказчика продукция может быть изготовлена в виде различных заготовок, в том числе вырезанных по размеру.
