Отже, ми нарешті зважилися спробувати свої сили в освоєнні ковальського ремесла. Побудували горн, роздобули ковадло, нажглі бочку вугілля і закупили молотки. Знайшлося навіть місце, де все це можна зберігати. Чудово! Звичайно ж, не терпиться скоріше розпалити горн і викувати що-небудь надзвичайно корисне. Що ж, давайте спробуємо!
розпалювання горна
Розпалювання горна з деревним вугіллям вимагає не більше клопоту і вправності, ніж розпал мангала для приготування шашлику. Якщо в якості палива ви будете використовувати кокс або кам'яне вугілля, то спочатку потрібно буде отримати невелику гірку деревного вугілля (просто склавши невеликий багаттячко в горні) і вже поверх розпеченого вугілля насипати кокс або кам'яне вугілля і, давши в горн дуття, розпалити кокс від цього вугілля.
Ось тут доведеться торкнутися нудною, але вельми необхідної теоретичної сторони. Для того щоб правильно і якісно прогрівати металеві заготовки в горні, нам необхідно дуже добре уявляти, як же відбувається горіння твердого палива. Гірку розпеченого вугілля в чаші горна можна умовно розділити на три основні зони:
Перша, сама нижня зона - окислювальна.
Температура горіння в цій зоні дуже висока, т. К. Шматочки вугілля омиваються свіжим атмосферним повітрям, багатим киснем, що подається знизу. Кисню, що міститься в повітрі, з лишком вистачає для горіння палива, він навіть не встигає весь прореагувати і проходить далі, в другу зону. Всі заготовки з заліза, завантажені в цю зону, просто приречені на сильне окислення. Прутки покриваються товстим шаром дуже щільною окалини (оксидом заліза), а якщо нагрів триває і температура досягає точки оплавлення стали, то залізо починає буквально горіти, насипаючи іскрами, як бенгальська свічка. Це називається «перевитрата стали», під ударом молотка такі заготовки будуть кришитися, як пісочне печиво.
Друга зона - нейтральна. Температура в цій зоні теж дуже висока, але весь кисень з піддувала в горн повітря витрачається на горіння палива, вільного кисню практично не залишається. Ця зона найбільш сприятлива для нагріву заготовок. Сталь в нейтральній зоні горна нагрівається не тільки за рахунок теплового випромінювання палаючого палива, але і розпеченими газами, які піднімаються з першої зони. Поковки прогріваються дуже швидко і досить рівномірно, їх нагрівання дуже просто контролювати, регулюючи силу дуття в горн. Товщина окалини, т. Е. Окисленого поверхневого шару заготовки, в цій зоні мінімальна.
Третя зона - відновна. У цій зоні горіння вугілля йде дуже мляво, т. К. Кисню в піддувала повітрі вже практично немає, але шматочки палива прогріті до досить високої температури розпеченими висхідними газами. Атмосфера в третій зоні дуже багата чадним газом (СО), це продукт неповного окислення вуглецю палива (це дуже добре помітно по блакитним язичків полум'я над вугіллям, так чадний газ згорає у зовнішній атмосфері, окислюючись до вуглекислого газу - СО2). Заготовки в цій зоні прогріваються тільки за рахунок висхідних розжарених газів з низлежащих шарів вугілля. Сталь в цій зоні практично не окислюється, т. Е. Окалини не утворюється, і тому в відновлювальної зоні дуже зручно нагрівати заготовки з малим перерізом, не побоюючись їх перегріти або перепалити. Крім того, за рахунок чадного газу, який є досить сильним відновником і карбюризатором, поверхня сталевих заготовок може насичуватися вуглецем, т. Е. Змінюється хімічний склад стали.
Хоча поділ на зони вельми умовно, але вони більш ніж реальні і їх вплив на нагрів стали ні в якому разі не можна ігнорувати. Насипавши в горн занадто мало вугілля і давши хороший піддув так, що повітря з киснем буде пролітати тонкий шар наскрізь, ми отримаємо в горні тільки окислительную середу з дуже великою і нерівномірною температурою - нагрівати сталь в такому горні буде суцільним мукою! І навпаки, насипавши занадто багато вугілля в горн з маленькою чашею і маючи слабкий піддув, можна взагалі не дочекатися, коли заготовка прогріється до робочої температури. Оптимальним шаром вугілля в горні можна вважати такою, коли при середньому дуття над прогрітим коксом серед гостреньких жовтих язичків полум'я проскакує блакитнувате полум'я (Фото № 1). В такому випадку, давши повний піддув, ми розширимо другу (оптимальну для роботи) зону, при цьому також збільшиться і перша окислювальна зона, але практично зникне відновна - так можна швидко прогрівати щодо масивні заготовки. Повністю виключивши піддув при добре прогрітому вугіллі, ми до мінімуму зменшуємо окислительную зону, отримавши в горні тільки нейтральну і відновну атмосферу - так можна зручно нагрівати кілька заготовок малого перерізу.
нагрівання металу
Розвівши вогонь у горні і прокалив як слід вугілля, можна нарешті приступати до нагрівання металу. Для початку я б рекомендував взяти просто обрізок арматури, шматок ресори і старий напилок. Завантаживши ці «заготовки» в товщу вугілля, нагрівати їх при різних режимах дуття. Уважно спостерігайте, як нагріваються заготовки в різних зонах горна при різних режимах дуття. Ви швидко помітите, що пруток, завантажений глибоко, аж до колосника, нагрівається на невелику довжину і дуже нерівномірно, а пруток, завантажений практично горизонтально, і в середній зоні гірки вугілля має однакове світіння на досить великій довжині. Також стає очевидним, що чим сильніше ми нагріваємо заготовку, тим легше вона деформується молотком при куванні, т. Е. Кувати легшає. Однак все має свої межі, і якщо перегріти сталь, то настає такий момент, що замість «пластилінової пластичності» сталь стає крихкою і ламкою.
Нагрійте пруток конструкційної сталі (арматуру) до такої міри, щоб він почав іскрити. Пруток при цьому буде сліпуче білого кольору і висвітлювати все навколо не гірше лампочки (Фото № 2). А тепер візьмемо напилок і спробуємо нагріти так само - інструментальна сталь почне оплавлятися і горіти набагато раніше, ще не досягнувши сліпуче білого кольору розжарювання. Це тому, що чим більше в стали міститься вуглецю, тим нижче у неї температура плавлення. Таким шляхом можна легко дізнатися «межі дозволеного» для сталей, з якими збираєтеся надалі працювати. Я свідомо не наводжу тут цифр, що відображають критичні температури для сталей, т. К. Навряд чи у нас знайдеться під рукою пірометр, щоб заміряти ці значення. Набагато простіше і корисніше буде визначити ці температури дослідним шляхом і навчитися відчувати ступінь нагріву за принципом «пора - чи не час», а не в градусах Цельсія. Гарненько запам'ятайте, який ступінь нагріву відповідає пережогу стали, і намагайтеся більше ніколи не повторювати такого!
Ну ось, ми розібралися, як розпалити горн, маємо уявлення, як нагрівати прутки стали в горні і навіть спалили пару прутків арматури. Ось тепер можна приступати до роботи!
Кування ковальських кліщів
Перше, що ми з вами будемо кувати, це ковальські кліщі. Кліщі - найнеобхідніший ковальський інструмент, без якого подальша робота просто неможлива. Звичайно, можна спробувати обійтися пассатижами з подовженими ручками, але це далеко не повноцінна заміна, працювати ними не тільки незручно, але й небезпечно - вони не забезпечують надійного утримання розпеченій заготовки при куванні.
Ковальські кліщі мають величезною різноманітністю і розрізняються між собою в першу чергу формою і розміром губок, пристосованих для утримання поковок різного перетину. Кожен коваль виготовляє кліщі відповідно до власних потреб, формуючи губки кліщів під ті заготовки, з якими він працює. Я в роботі використовую близько десятка різних кліщів, але найчастіше користуюся чотирма кліщами (Фото № 13). Їх губки пристосовані для утримання прутків круглого і квадратного перетину, а також для утримання плоских заготовок.
Необхідно відзначити, що кліщі слід виготовляти з сталей, які не сприймають гарт (за правилами). Під час роботи кліщі доводиться час від часу охолоджувати у воді, від цього губки кліщів можуть шуткують і зламатися при роботі (випадки вже бували!). Але, скажімо, сталь ст3 для цього інструменту занадто слабка, губки легко деформуються, ручки кліщів гнуться в руках при роботі. Ідеально підходить будівельна арматура або 40-я сталь. 45-я вже містить досить вуглецю і може шуткують під час роботи, від чого і стати занадто крихкою і ламкою. У кого є в наявності надлишки титану в відповідних прутках, то можна сміливо використовувати і його - чудовий конструкційний матеріал!
Готуємо заготовки для обох рицини, наріжемо з будівельної арматури діаметром 14-18 мм два прутка по 250-270 мм довжиною (я використовую шпильку / стяжку від великої дерев'яної котушки). Але з огляду на той факт, що кліщів для роботи ми ще не маємо, то зручніше буде взяти прутки довжиною понад півметра і при роботі тримати їх руками за холодний кінець (Фото № 3).
Завантажуємо в горн і гріємо кінці до кувальної температури, метал повинен світитися апельсиновим кольором. Переносимо заготовки на ковадло і починаємо «плющить» кінці прутків, завдаючи ударів ручником. Розпечений до потрібного ступеня метал має пластичність отожженной міді або його ще можна порівняти зі свинцем. У міру того, як метал остигає, він стає міцнішим і втрачає пластичність. Коли сталь охолоне до світло-вишневого кольору, кувати далі стає вже складно, не мучте себе, просто заново підігрійте заготовку. Відтягувати кінці прутків слід на довжину близько 80 мм, шириною 25-30 мм і товщиною 4-5 мм - це майбутні губки кліщів (Фото № 4).
Далі необхідно прокувати ту частину, через яку буде проходити вісь кліщів. Простягаємо пруток на смугу на ділянці довжиною близько 100 мм в площині перпендикулярно площині губок. Кується зі зміщенням від центральної осі, для чого це робиться - буде ясно в подальшому, при складанні кліщів.
Майте на увазі, що обидві рицини куються абсолютно однаковими! Як має виглядати це місце, я думаю, зрозуміло по фото № 5, 6.
Тепер формуємо ручки кліщів. Круглий перетин не володіє достатньою жорсткістю, тому їм необхідно надати квадратне, а краще - злегка сплощене розтин. Простягнувши ручки до бажаної довжини (дуже бажано не менше 350 мм!) І товщини, згинає заготовки рицини таким чином, як показано на фото № 7.
Ну ось, кування майже закінчена! Зараз, склавши рицини належним чином, перевіряємо правильність вигинів і загальну «співвісність» (Фото № 8).
Все перевіривши і, якщо потрібно, підправив, розмічаємо і засверливают отвір. З'єднувати рицини можна заклепкою. Я віддаю перевагу болтом з гайкою, закрутивши до такої міри, щоб рицини легко і без люфтів ходили відносно один одного, потім злегка засклепиваю болт з боку гайки.
Вуаля! Маємо прекрасну заготовку під кліщі! (Фото № 9)
губки кліщів
Ось тепер залишається тільки сформувати губки кліщів під необхідний нам фасон заготовки, це робиться наступним чином:
Для утримання круглих заготовок (Фото № 10). Розігрів губки кліщів в горні, беремо необхідний пруток, затискаємо в губки кліщів і проковувати ручником. Так ми отримаємо кліщі, точно відповідні під дану заготовку.
Під квадрат 11 (Фото № 11). Щоб зробити кліщі під квадратну заготовку, потрібно затиснути квадрат «по ребру», так він буде надійніше утримуватися. І крім того, такими кліщами буде зручно брати квадратні заготовки різного перетину. Також зручно буде брати круглі прутки і смуги.
Плоскі губки. Під плоску заготовку все ще простіше: розпеченими кліщами беремо плоску заготовку тієї товщини, яку припускаємо обробляти, і проковувати губки. Такими кліщами надійно утримується смуга тільки такої товщини, під яку були сформовані губки, під інші «калібри» кліщі доведеться підганяти.
Зверніть увагу! При формуванні губок кліщів щоб уникнути змикання рукояток прокладете між ними що-небудь, щоб сформувати зручну «висоту» між руків'ям. Це дуже важливо, т. К. Забезпечить отримання найбільш зручного і безпечного в користуванні інструменту (Фото № 12).
Ну ось, тепер ми маємо інструмент для подальшої роботи!
Не варто нехтувати куванням кліщів, т. К. При їх виготовленні можна освоїти майже всі ковальські операції, які будуть використовуватися в нашій роботі. Зробіть для себе набір з трьох-чотирьох кліщів різного «калібру» та з десяток заготовок на майбутнє - повірте, вони вам знадобляться!