В каком состоянии металлы лучше поддаются ковке? Какой металл лучше всего использовать в ковке

Ковка металла включает в себя процесс технологической обработки металлических заготовок для придания им необходимого внешнего вида в процессе изменения их размера и формы. Те изделия, которые получаются в процессе обработки, называются поковками. В то же время, чтобы получить качественный полуфабрикат, необходимо знать, в каком состоянии металлы лучше подходят для ковки, какой материал наиболее подходит в том или ином случае и т.д.

Среди основных металлов, которые лучше всего подходят для ковки, стоит отметить: драгоценные металлы, чугун, свинец, сталь, медь и бронза. Но часто используются только три. Кузница — это мастерская, в которой материал обрабатывается ковкой. Стоит отметить, что в современном мире из-за относительно низкого уровня производительности ручного труда производство все чаще переходит на фабричное (конвейерное) производство. Например, вместо мастерских все чаще используются кузнечные мастерские, оснащенные гидравлическими молотами. Что касается ручной работы, то сейчас она используется только для изготовления штучных изделий или художественной ковки.

История

Кузнечное дело можно с полной уверенностью назвать вторым из списка древних ремесел. После того, как человечество обнаружило неоспоримое преимущество железных изделий перед каменными, сразу же началось активное развитие кузнечного дела. С незапамятных времен кузницы часто находились на окраине любого населенного пункта из-за того, что это место повышенной пожарной опасности. В древности обязательным атрибутом такой мастерской было выдувание мехов и печь (жаровня), которая предназначалась для доведения металла до необходимой температуры. В качестве топлива использовались дрова или уголь. Основными используемыми инструментами были зубила, наковальня, молоток, щипцы, напильник, гвоздь и наждачный камень.

Кузнецы в России

Что касается России, то почти до XIX века технология ковки металла оставалась неизменной, и это при том, что кузнецы того времени были на таком высоком уровне, что без проблем могли делать даже часы, не говоря уже о ножах и так далее. Особое место занимало изготовление всевозможных замков с различными секретными механизмами, при этом мастера знали, какой металл лучше использовать при ковке.

Требования к кузнецу

К сожалению, а может быть, и к счастью, но это далеко не каждый может стать мастером кузнечного дела. Недостаточно знать, в каком состоянии металлы лучше подходят для ковки, какие инструменты использовать при этом. Кузнец должен обладать необычайной силой, обладать крепким физическим и психическим здоровьем, быть осторожным, обладать хорошим воображением.

Виды ковки

В зависимости от того, выполняется ли ковка под воздействием высокой температуры или при отсутствии таковой, можно разделить этот процесс на два типа — холодный и горячий.

Что касается последнего, то в данном случае имеется в виду, что металл, используемый для ковки, будет доведен до требуемого состояния непосредственно в печи. Излишне говорить, что каждый материал имеет свою собственную температуру, в зависимости от индивидуальных химических и физических свойств.

Холодная ковка, исходя из ее названия, не требует нагрева, а обработка происходит с помощью специального оборудования. Кстати, если материал требует штамповки, то в этом случае его помещают в специальное штамповочное оборудование, которое ограничивает его размер требуемым, после чего под давлением металл приобретает форму полости, в которую он был помещен. Эта процедура часто используется только в массовом производстве.

Классификация по способу лечения

Классификация ковки осуществляется в зависимости от способа обработки металла: обжимная, сварочная и обычная. Последнее, в свою очередь, подразумевает уплотнение материала и придание ему необходимой формы. Во время сварки сращиваются пакеты, которые состоят из отдельных частей, нагретых до необходимой температуры. Что касается обжима crimson, то при этом способе происходит уплотнение с последующей сваркой частиц с выделением шлака непосредственно из корки (железная масса, похожая по внешнему виду на тесто).

Ковка может быть ручной и автоматической. Первый обусловлен серией последовательных операций с использованием молотка, кувалды и других инструментов. Первоначально заготовка обрабатывается, обрабатывается, прокалывается, вырубается, гибка, сварка и чистовая обработка.

В случае автоматической ковки выполняются все те же операции, только вместо ручного труда используется специальное оборудование.

Металлы для ковки

В ковке мастерам иногда приходится сталкиваться с различными металлами и их сплавами. Эквивалентные по размеру заготовки могут требовать разной температуры и, следовательно, разного количества топлива.

Какова теплопроводность металла? Это скорость нагрева заготовки относительно ее поперечного сечения. Можно сделать следующий вывод: чем ниже его теплопроводность, тем выше риск образования трещин. Таким образом, теплопроводность напрямую связана с расходом топлива.

Непосредственно для кузнечных работ применяются так называемые «ковкие» металлы, другими словами пластичные сплавы, например, железо с углеродом, исходя из количества его содержания, различают: высокоуглеродистые (0,6-2%), среднеуглеродистые (0,25-0,6%), низкоуглеродистые (до 0,25%).

Сталь

Что касается своей структуры, то сталь похожа на зернисто-кристаллическое тело, представляющее собой своего рода зерно. Благодаря своим свойствам это идеальный материал для кузнеца. В том случае, если содержание углерода не превышает 0,1%, сталь довольно мягкая и легко сваривается без дополнительной закалки, на практике ее называют просто чугуном.

Если содержание углерода сохраняется в районе 0,1-0,3%, то такой материал отвечает всем требованиям и подходит там, где необходима художественная ковка. Используемые металлы тоже могут быть разными, только примесей в них должно быть не более 1%. Их еще называют декоративными.

Углеродистая сталь

Та сталь, которая содержит не более 1,7% углерода, называется углеродистой, и хотя этот материал довольно сложен для ручной ковки, он идеально подходит для автоматической.

Что касается ГОСТ 380-71, то сталь для художественной ковки маркируется от 0 до 8. Материал обозначается как St0 или St1 и так далее. Это число, которое стоит после букв, указывает процентное содержание углерода в сотых долях. Отвечая на вопрос «в каком состоянии металлы лучше поддаются ковке», необходимо понимать, что чем ближе показатель к нулю, тем мягче материал. Например, St10 содержит 0,10% углерода. Далее будет представлена таблица, где хорошо видно, в каком состоянии металлы лучше подходят для ковки, точнее температура начала и окончания этой процедуры.

Таким образом, любой специалист может быстро рассчитать необходимую температуру относительно конкретного материала, и, соответственно, необходимое количество топлива для розжига и подходящий металл для ковки. Кузнечное дело — довольно точный процесс, несмотря на внешнюю грубость кузнецов. В современном мире это сродни искусству, и найти действительно хорошего мастера с каждым годом становится все сложнее.