Кузнечный инструмент и приспособления. Кузнечное дело: бизнес-план кузницы

10.07.2023

Ковка клинков является довольно увлекательным занятием, но с чего начать?
К сожалению в нашей стране практически отсутствует специальная литература на эту тему. Данная статья является своеобразным сборником информации из множества источников: это и книги по кузнечному делу, публикации в Интернете, личный опыт. Поэтому претензии типа "а я это где-то читал" - не принимаются. Статья писалась для людей не имеющих возможности перелопатить весь печатный материал, но очень сильно жаждущих сделать ножик.

С чего начать? Для этого мы должны определиться, для чего нам кузница. Если время от времени, раз в полгода, выковывать маленький клиночек, то иметь много громоздкого оборудования нам ни к чему, это вариант минимум. Если вы решили посвящать ковке много времени и надеетесь достичь определенных результатов, имеет смысл постепенно обрастать профессиональным оборудованием. Экономить на этом нельзя. Это вариант максимум.

ОБОРУДОВАНИЕ КУЗНЕЧНОЙ МАСТЕРСКОЙ

Кузница может быть построена из любого вида строительного материала: переплетенных прутьев, обмазанных глиной, бревен, различного вида камня и кирпича, шлакоблоков, бетона, а также сварена из железа. Раньше были кузницы и в землянках, и в пещерах. Крыши делались как односкатными, так и двух- и четырехскатными и покрывались дерном, соломой, дранкой, досками, черепицей, толью, шифером и железом. Но лучше, конечно, подобрать для строительства огнеупорный материал: кирпич, камень, а крышу покрыть железом, шифером или черепицей. Размеры кузниц могут быть самыми различными от 2X1,5 и до 10X5 м и более, а по высоте от 2 до 4 м.

Если есть возможность построить на даче небольшую кузницу, то это, конечно, очень хорошо - она будет вам служить долгие годы. Но если такой возможности нет, то не отчаивайтесь, можно обойтись простым навесом или организовать кузнечный участок под открытым небом. Площадку для кузницы выбирают побольше - не менее 12-15 м2. Растительность на ней удаляют и землю хорошо утрамбовывают. В дальнейшем после установки оборудования можно устроить глиняный пол или забетонировать его. Навес лучше сделать у глухой стены дома. Для этого надо установить два (или четыре) столба, а на них положить наклонную крышу. Для строительства кузницы можно использовать строительные материалы, имеющиеся в продаже. Несущие столбы, на которые будут уложены балки перекрытия, должны быть из негорючих материалов - асбоцементных или стальных труб, а также кирпичной кладки. Высота их не менее 2,6 м. Боковые стены выполняют из плоских или волнистых асбоцементных листов. Изнутри их белят. Над горном устанавливают вытяжной зонт. Летом в таком помещении не жарко, так как вентиляция происходит за счет естественной циркуляции воздуха через щели и зазоры в конструкции и вытяжной зонт, а зимой оно прогревается теплом, выделяемым горном. Однако сварочные работы необходимо проводить на открытом воздухе.
Помещение для любительской кузницы желательно располагать подальше от жилых строений. Если это не представляется возможным, мастерскую можно организовать на двух участках: слесарный разместить в жилой части дома или сарае, а "горячий" - под навесом в некотором удалении. В таком случае не требуется устройство вентиляции и лучше обеспечивается пожарная безопасность.

При устройстве и оборудовании слесарной мастерской необходимо руководствоваться требованиями наибольшего удобства с учетом материальных возможностей. Помещение мастерской площадью не менее 10 м2 должно быть сухим и светлым. При отсутствии естественного освещения оборудуют хорошее освещение лампами дневного света, а в рабочей зоне - местное лампами накаливания. Основное оборудование слесарной мастерской -слесарный верстак размером 60-70X120-150Х X 80-85 см с тисками и выдвижными ящиками для хранения инструмента, электроточило с набором сменных кругов, электродрель, электросварочный аппарат, а также комплект слесарного инструмента.
Основное оборудование кузницы состоит из горна, наковальни, кузнечных тисков, емкости для воды и правильной плиты. Плиту размером 50X50 см изготавливают из листовой стали толщиной не менее 25 мм. Устанавливают ее на башмаке, сваренном из уголка, желательно, чтобы один из углов составлял 90°. Емкость для воды вкапывают в землю - так она будет быстрее охлаждаться.

Нагревательные устройства.
Для нагревания металла до ковочной температуры нам потребуется нагревательное устройство. В классическом варианте - это кузнечный горн.

Основа стационарного горна- постамент (лежанка, постель, стол), который служит для размещения очага и нагреваемых заготовок. Обычно постамент горна устанавливается по центру задней от входа (основной) стены кузницы. Высота постамента определяется ростом кузнеца исходя из удобства переноса заготовки из горна на наковальню и обратно и принимается равной 700--800 мм, а площадь горизонтальной поверхности "стола" обычно равна 1X1,5 или 1,5x2 м. Постамент горна может выкладываться из кирпича, пиленого камня или железобетона, в виде ящика, стенки которого сложены из бревен, досок, кирпича или камня, а внутренность заполнена битым мелким камнем, песком, глиной и горелой землей. Верхняя горизонтальная часть стола выравнивается и, если есть возможность, выкладывается огнеупорным кирпичом.
Постамент также можно делать литым (рис. 46), сварным или сборным, а поверхность стола выкладывать огнеупорным кирпичом и окантовывать металлическим уголком.
Центральное место стола занимает очаг, или горновое гнездо, которое может размещаться как в центре, так и у задней или боковой стенки горна.
Очаг - место, где развивается наиболее высокая температура, поэтому его стенки обычно выкладывают огнеупорным кирпичом и обмазывают огнеупорной глиной. Размеры гнезда определяются назначением горна и размерами нагреваемых заготовок. Центральное гнездо обычно в плане имеет круглую или квадратную форму Размером 200x200 или 400X400 и глубиной 100- 150 мм. Для создания пламени различного вида следует применять несколько колосниковых решеток с разнообразными формами отверстий для прохода воздуха. Равномерно расположенные круглые отверстия (рис. 47, б) способствуют образованию факельного пламени, щелевые отверстия (рис. 47, в, г) - узкого и удлиненного. Над стационарным горном для сбора и отвода из кузницы дыма и газов устанавливается зонт, который может иметь различное конструктивное исполнение. Размеры нижнего входного отверстия зонта обычно равны размерам стола горна. В качестве задней стенки зонта используется стена здания. Зонты обычно изготовляют из листового железа толщиной 0,5-1,5 мм.
Для лучшего улавливания дыма и газов зонты устанавливают над горном на высоте Н = 400-^800 мм (см. рис. 46), а точная высота уже определяется на месте в зависимости от индивидуальных особенностей горна- силы дутья, высоты и размеров вытяжной трубы и других параметров. В некоторых случаях зонты оснащаются опускающимися крыльями. Недостаток металлических зонтов в том, что они довольно быстро прогорают, а их ремонт сложен и трудоемок.
Более надежны и долговечны зонты, сложенные из огнеупорного кирпича (рис. 48). Однако кирпичные зонты значительно тяжелее металлических и для их поддержки необходима жесткозаделанная металлическая рама из уголков или швеллеров, а иногда и дополнительные подпорки по углам. Несмотря на широкое применение открытых горнов при кузнечных работах их коэффициент полезного действия (отношение количества теплоты, требуемой для нагрева заготовки, к общему количеству теплоты, получаемой в результате сгорания топлива) очень низкий и составляет 2-5%. Установлено, что для нагрева 1 кг металла до ковочной температуры требуется 1 кг каменного угля. Кроме того, в результате непосредственного соприкосновения металла с каменным углем происходит насыщение серой поверхности нагреваемого металла, что ухудшает механические свойства кованых изделий. Поэтому кузнецы начинают закладывать заготовки в горн, когда уголь хорошо разгорится и сера выгорит. Для повышения КПД открытого горна кузнецы, используя способность каменного угля спекаться под действием высокой температуры, устраивают над очагом куполообразную "шапку" из спекшегося угля, в которую и закладывают заготовки. В результате этого заготовки нагреваются быстрее и окисляются меньше.
Кроме "шапки" кузнецы обычно делают над очагом печурку из нескольких кирпичей.
К сожалению часто условия не позволяют установить стационарный горн, но мы можем изготовить переносной. Переносные горны - это цельнометаллические сварные или сборные конструкции, применяемые для нагрева заготовок небольшого размера и клинков. Переносной горн может быть небольшого размера и изготовлен из подручных материалов.

Топливо.
Для нагрева заготовок кузнецы используют различные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное Наиболее широко применяется в небольших кузницах твердое топливо- дрова, торф, уголь и кокс.
Древесный уголь был основным видом топлива вплоть до середины XVIII в., а в настоящее время его изготовляется настолько мало, что для нагрева заготовок он практически не применяется. Однако если необходим умеренный нагрев заготовок небольших размеров, то лучше всего сделать это все же на древесном угле, который должен быть хорошо выжжен, быть плотным, твердым, сгорать не слишком быстро, иметь блестящий излом и "звонкость". Масса 1 м3 хорошего древесного угля в рыхлой насыпке равна: дубового и букового - 330 кг, березового -215 кг, соснового - 200 кг, елового- 130 кг.
Кокс наиболее широко применяется в кузнечных цехах для нагрева заготовок, так как имеет относительно низкий процент содержания серы и фосфора и высокую теплотворную способность.
Каменный уголь используется в том случае, когда необходимо нагревать заготовки до высокой температуры. Уголь хорошего качества должен при горении давать короткое пламя и хорошо спекаться. Плотность угля равна 1,3 т/м3, а масса 1 м3 в рыхлой насыпке - 750- 800 кг. Уголь должен быть черного с блеском цвета размером с грецкий орех. Кузнецы называют такой уголь "орешек".
Жидкое топливо - это нефть, продукты ее перегонки (бензин, керосин и т. п.) и остаточные масла. Наиболее широко в кузнечном деле применяются мазуты, которые относительно дешевы и имеют высокую теплотворную способность.
Газообразное топливо (природный газ) все шире начинают использовать в кузнечных горнах, так как оно относительно дешево, имеет высокую теплотворную способность, легко смешивается с воздухом, полностью сгорает и, самое главное, в нем отсутствует ядовитый оксид углерода.
Для тех кузнецов и любителей кузнечного дела, кто не имеет возможности использовать для нагрева заготовок жидкое или газообразное топливо, а также купить каменный уголь или кокс, рассмотрим способы получения древесного угля.
Получение древесного угля "Кучи" (рис. 42) устраивают в лесу возможно ближе к месту рубки деревьев, на участке, защищенном от ветра и недалеко от воды. Вначале выравнивают площадку, очищают ее от дерна и утрамбовывают землю. Затем посередине вколачивают три кола и распирают их планками, в результате чего образуется вертикальная труба. На земле вокруг трубы насыпают горку из легко воспламеняющихся материалов (стружек, сухих веточек, бересты), на вторую устанавливают поленья высотой 1 -1,5 м. Над этим рядом устанавливается второй, а сверху - горизонтальные поленья и сучья образуют так называемый "чепец". Затем всю кучу покрывают слоем листьев, мхом и дерном и сверху засыпают песком и землей с угольным.мусором. При этом необходимо следить, чтобы покрышка не доходила до земли. Далее у основания кучи с наветренной стороны укладывают сухие ветки и поджигают их. Когда низ поленьев разгорится - основание кучи плотно засыпают и горение продолжается с очень незначительным доступом воздуха. Все время необходимо смотреть за исправностью покрышки. Процесс горения длится 15-20 ч и считается законченным, когда из отдушин покажется голубой дым. После этого закрывают все отдушины и в течение нескольких часов куча охлаждается. Затем разбирают покрышку и разбивают крупные куски. Следует иметь в виду, что по объему древесного угля получается в 2 раза меньше, чем было дров, а по массе - в 4 раза. Можно устраивать "кучи" и как показано на рис. 43. На ровной, защищенной от ветра, площадке укладывают параллельно на расстоянии 30-40 см друг от друга два полена длиной 1 м и толщиной 12-15 см и заполняют пространство между ними сухими стружками и щепками (а). Затем оформляют "кучу" (б, в). Постепенно "куча" принимает форму полусферы (г). Затем дрова со всех сторон обкладывают влажной соломой и засыпают слоем земли и обкладывают дерном толщиной 10 см, оставив снизу незасыпанный поясок высотой 20 см. После этого расчищают окно между нижними параллельными бревнами и поджигают стружки. Как только дрова разгорятся, окно плотно закрывается соломой и засыпается землей. Если где-нибудь в процессе горения начнет пробиваться пламя, то необходимо это место обложить соломой и засыпать землей. Через 10-12 ч дрова сгорают и всю кучу засыпают до основания тонким слоем земли, чтобы дальнейшее горение шло без доступа воздуха. Спустя 3-4 ч уголь готов. Кучу разгребают, уголь поливают водой для прекращения горения и собирают. Более простой способ получения древесного угля "в траншеях". В траншею длиной 1,5-2 м и глубиной примерно 0,5 м плотно укладывают поленья. Внизу под поленьями необходимо разложить мелкие щепки и стружки. Затем траншею закрывают железными листами, сверху насыпают песок и землю. С одной стороны траншеи оставляют окно, через которое поджигают щепки, а с другой - окно для выхода дыма. После того как Дрова разгорятся, окна прикрывают и горение продолжается без доступа воздуха. Следует иметь в виду, что для нагрева заготовок лучше использовать древесный уголь из дуба, клена, бука, березы.

Разжигают кузнечный горн следующим образом. В горнило на подовую доску насыпают тонкий слой угля, сверху кладут слой стружек и мелких древесных щепок, смоченных керосином. Сверху укладывают немного сухих дров. На горящие дрова насыпают еще один слой угля и начинают дутье. Как только угль раскалится докрасна, можно начинать нагрев заготовок. Периодически уголь сбрызгивают водой, чтобы сверху образовалась корочка, удерживающая внутри горящей массы высокую температуру. Зола от перегоревших дров и угля просыпается в фурму. Периодически фурму очищают от золы. Для этого дно фурмы оснащают так называемой донной крышкой.

Воздуходувные устройства. Горячая ковка металлов и сплавов стала возможной только тогда, когда появились надежные воздуходувные устройства. Первыми такими "устройствами" были рабы, которые через тростниковые или деревянные трубки дули в костер. Со временем, человек начал применять для подачи воздуха в костер шкуру (мех) животного - козла или барана, снятую "чулком", т. е. целиком. Все отверстия, кроме двух, в шкуре заделывались, в одно отверстие вставлялась глиняная трубка - сопло, а другое отверстие служило для засасывания воздуха внутрь шкуры. Человек за край отверстия поднимал часть шкуры и воздух входил во внутрь шкуры. После этого он ладонью закрывал отверстие и, надавливая на шкуру, выпускал воздух в огонь. Так появились первые воздуходувные устройства - мехи, которые с различными изменениями просуществовали вплоть до XX в. В наше время хорошие "воздуходувные" рабы дороги, но мы можем использовать для этих целей пылесос, компрессор или электровентиллятор.

Для нагрева заготовок можно использовать и паяльную лампу.

Ее устанавливают в заранее приготовленную ямку, а рядом складывают небольшую печь из огнеупорного кирпича. Можно соорудить конструкцию, в которой паяльная лампа будет располагаться под печью, давая кузнецу больше свободы в перемещениях. Для этого кирпичи ставят на торец, укладывают на них колосниковую решетку, а на нее устанавливают в виде печи четыре кирпича. В это углубление засыпают уголь. Паяльную лампу с помощью патрубка подводят под колосниковую решетку. Заготовки в этом случае закладывают в щель между кирпичами.

КУЗНЕЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Верхняя поверхность наковальни называется наличником, или лицом, а нижняя - основанием. Верхняя часть и наличник должны быть закалены и отшлифованы, не иметь трещин и вмятин. Иначе на горячей заготовке могут оставаться следы. На лицевой поверхности наковальни имеется квадратное сквозное отверстие размером обычно ЗОХ30 мм для установки инструмента и приспособлений. Заостренная часть наковальни (рог) используется для гибочных работ и разгонки колец, а противоположная плоская часть (хвост) - для гибки под прямым углом.
Кроме всего наковальни можно использовать и по непрямому назначению.

Существует несколько способов крепления наковален.

Традиционным является крепление на деревянной колоде - стуле. Для этого используют заготовки диаметром 500-600 мм твердых пород дерева - дуба, березы и др. Высота стула вместе с наковальней составляет около 75 см, т. е. лицо наковальни должно быть на уровне большого пальца опущенной руки кузнеца. Если нет возможности приобрести цельную колоду, то стул можно выполнить из отдельных брусков, скрепленных стальными обручами.
Если настоящую наковальню приобрести не удалось, можно воспользоваться любой подходящей стальной болванкой с плоской поверхностью, куском рельса или двутавра.

Кузнецы имеют дело с раскаленным металлом. При обработке раскаленную заготовку нужно удерживать в определенном положении. Если для работы каким-либо инструментом, достаточно одной руки, заготовку можно удерживать другой рукой с помощью клещей. Чтобы клещи плотно облегали изделия различной конфигурации, их губкам придают различные формы. Например, держать заготовку цилиндрической формы удобнее клещами с губками в виде полуколец.

По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Если размер губок клещей оказывается несколько больше размера заготовки, применяют такую хитрость. Губки клещей нагревают в горне, захватывают ими заготовку и обжимают губки по форме заготовки ударами ручника. Кузнечные клещи должны быть легкими, с длинными пружинящими рукоятками. Для надежного удержания заготовок во время работы мастера стягивают рукоятки клещей специальным зажимным кольцом (шпандырем). Как правило приобрести настоящие клещи невозможно, но из можно сделать самому, с изготовления собственных клещей начинается кузнец, работа эта непростая, но после клещей ковка ножа покажется детской забавой.

Для работы с инструментом обе руки кузнеца должны быть высвобождены, поэтому для зажима раскаленных заготовок используют стуловые тиски.

Крепят такие тиски массивными болтами или шурупами к основной опоре слесарного верстака. Слесарный верстак необходим в любой кузне, так как для доведения кованого изделия до завершенного вида над ним нередко приходится поработать слесарным инструментом. Удобнее всего расположить тиски так, чтобы расстояние между полом и верхним уровнем губок равнялось 90-100 см.
К ударному инструменту относятся молотки - ручники, боевые молоты и кувалды. Ручник - основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует небольшие изделия. Кузнецов, работающих без помощников (молотобойцев), называли "однорукими" и ковали, в этом случае, "в одну руку". Обычно ручники имеют массу 0,5-2 кг, но часто кузнецы применяют и более тяжелые ручники, массой до 4-5 кг. Ручники имеют разнообразные формы головок. Так, для управления процессом ковки при работе с молотобойцами кузнецы применяют ручники с легкой головкой, у которой задок имеет шарообразную форму. Для ковки изделий кузнецы применяют ручники с тяжелой головкой с клинообразным продольным или поперечным задком. Такая форма головки ручника более универсальна, так как кроме работы бойком кузнецы работают и задком - разгоняя металл. Головки ручников изготовляются ковкой из углеродистых и легированных сталей (стали 45, 50, 40Х), рабочие поверхности (бой и задок) термически обрабатывают до твердости 48-52. Рукоятки делают из тонкослойных пород дерева (граба, клена, кизила, березы, рябины, ясеня) длиной 350-600 мм. Рукоятки должны быть гладкими, без трещин, удобно лежать в руке. Боевые молоты - тяжелые двуручные молоты массой 10-12 кг. Головки боевых молотов бывают трех типов: с односторонним клиновидным задком, с двусторонним продольным или поперечным задком.

Нижняя рабочая поверхность головки - бой - предназначена для основной ковки, а верхний клиновидный задок - для разгона металла вдоль или поперек оси заготовки. Материал головки молота - стали 45, 50, 40Х, У7, твердость боя и задка -48-52 на глубину 20-30 мм. Рукоятка молота изготовляется из тех же пород дерева, что и у ручника, а длина рукоятки подбирается в зависимости от массы головки молота и от роста молотобойца и равна 70-95 см. Про кузнеца, работающего с одним или двумя молотобойцами, говорят "двурукий> или "трехрукий". Работа с молотобойцами в три руки проводится при сложной ковке крупных изделий. Кувалда-тяжелый (до 16 кг) молот с плоскими бойками, применяется при тяжелых кузнечных работах, где требуется большая ударная сила. Все ударные инструменты должны быть максимально надежны, при работе особое внимание уделяется креплению рукоятки с головкой. Форма отверстия в головке молота - "всад", куда вставляется рукоятка, должна быть элипсообразной и иметь уклон 1: 10 от середины к боковым граням. Это облегчает всаживание рукоятки и обеспечивает надежное ее закрепление после забивки клина. Практикой установлено, что самые надежные металлические "заершенные" клинья, которые входят на глубину, равную 2/3 ширины головки молота, а забивать клин следует наклонно к вертикальной оси, что позволяет распирать древесину в 2-х плоскостях.
При работе боевыми молотами используют три вида удара: легкие, или локтевые (а), средние, или плечевые (удар "с плеча") (б), сильные, или навесные, когда молот описывает в воздухе полный круг (в).

Навесными ударами работают молотобойцы при проковке большой массы металла и при кузнечной сварке массивных частей.

Ковка клинка.

Ковка стали - начальная стадия процесса термообработки, при которой не меньше внимания, чем ковке, должно быть уделено рабочей температуре болванки. Особое внимание следует уделить тому, чтобы не опуститься ниже температурного предела, когда из-за переохлаждения в стали начнут развиваться внутренние напряжения. Существует техника, которую японцы именуют "мокрой ковкой". Она предусматривает увлажнение поверхности наковальни и молота водой в ходе ковки. Вода при этом не охлаждает заготовку, а содействует отделению с поверхности окалины, предотвращая ее "вбивание" внутрь клинка. В отличие от горячей стали, окалина не ковка и оставляет на поверхности следы ("кратеры").
Начинать ковку удобнее с формирования хвостовика. Но для начала нужно получить предварительную заготовку, если у вас есть пруток, то переведите его в прямоугольник (квадрат), а затем разгоните в полосу нужной толщины с припуском на мехобработку. Удобно перед очередным помещением клинка в горн на подогрев произвести его выравнивание и проверку, чтобы не тратить время на это после доставания его из горна. Особое внимание должно быть уделено позиционированию заготовки - она должна располагаться строго параллельно плоскости наковальни. Боек молота должен воздействовать на поверхность всей плоскостью: в противном случае в клинке формируются неравномерно деформируемые области, которые в последствие упрочняются (с формированием внутренних неоднородностей). Далее взяв полосовую заготовку, отступите нужное расстояние

и выполните "перебивку", с двух сторон заготовки по ребру наносятся удары для получения ступенчатого перехода тела клинка в хвостовик.

Это можно сделать или острым носком молотка или при помощи подкладного инструмента. Потом отделенную под хвостовик часть оттягиваете на конус.

Все, хвостовик готов и теперь за него можно браться клещами, а в дальнейшем доработать электроточилом.
Теперь приступаем к формированию непосредственно тела клинка. Для этого нужно сначала оформить острие, это можно сделать как ковкой, так и просто отрубив лишнее зубилом.

Скруглив острые углы и выровняв линии, мы получаем готовую контурную заготовку клинка.
В принципе, на этом можно и остановится, а спуски сформировать на наждаке. Но можно пойти дальше и оттянуть кромку и оформить спуски ковкой. Здесь нужно учесть расширение металла и ширину изначальной заготовки брать меньше, чем планируется получить на готовом ноже. Общая ошибка при формировании плоскости заточки - приподнимание заготовки над наковальней. Эту плоскость надо ковать на заготовке, лежащей на наковальне - противоположная ковке сторона остается плоской, в то время как вы молотом формируете плоскость заточки.

Полезно начинать работу с профилирования "неудобной" стороны, по завершению чего перевернуть заготовку на другую сторону. Очень важно подвергнуть равномерной ковке обе стороны клинка. В противном случае из-за неравномерной структуры клинок "поведет" или вообще будет сформирован асимметричный профиль. Другой часто встречающейся проблемой является продольный изгиб заготовки. Старая присказка насчет того, что нельзя бить по лезвию, ошибочна. Вы можете бить по лезвию, но для этого необходима особая техника. Для этого используют полную длину наковальни, помещают изогнувшийся участок на него и легкими ударами устраняют кривизну. Если лезвие уже сформировано, удары наносятся киянкой на деревянном блоке - лезвие и обух при этом не страдают. После всех трудностей и неудач вы получили заготовку клинка отдаленно напоминающую нож вашей мечты, чем меньше потребуется обдирочных работ в дальнейшем тем лучше.

После ковки и обдирки должны быть сформированы контур и спуски, но толщина самой режущей кромки (РК) должна быть не меньше 1мм, во избежание ее поводки "волной" при закалке, общая симметричность всех частей так же является важным моментом и влияет на возможные закалочные деформации. В кованом клинке имеется большое количество внутренних напряжений, которые при закалке могут привести к его искривлению. Для уменьшения этого, клинок перед закалкой следует отжечь. Поместите клинок обухом вниз в горн, нагрейте клинок до красного цвета при слабом дутье, далее выключив дутье, оставьте клинок остывать вместе с горном на ночь, а сами идите отдыхать.
Следующим этапом изготовления ножа будет термообработка клинка, остановимся на ней поподробнее.

Виды и режимы термической обработки сталей.

В зависимости от химического состава сталей, размеров поковок и требований, предъявляемых к готовым деталям, в кузницах возможно применение следующих видов термической обработки сталей.
Отжиг состоит в нагреве сталей до определенной температуры, выдержке и затем очень медленном охлаждении, чаще всего вместе с горном или печью.
Нагрев стали для отжига проводится в кузнечном горне или печи. Для того чтобы при нагреве в горне не допустить выгорания углерода с поверхности стали, поковки укладывают в металлические ящики, пересыпают их сухим песком, древесным углем или металлической стружкой и нагревают до температуры, необходимой для отжига данной марки стали. Продолжительность нагрева принимают в зависимости от размеров поковок, примерно по 45 минут на каждые 25 мм наибольшей толщины поперечного сечения. Нагрев выше температуры для отжига и длительная выдержка при этой температуре недопустимы, так как возможно образование крупнозернистой структуры, что резко уменьшит ударную вязкость металла. Охлаждение поковок можно осуществлять несколько быстрее, чем вместе с горном и печью, если воспользоваться следующими рекомендациями. Углеродистые качественные конструкционные стали следует охлаждать приблизительно до 600 °С на воздухе с целью получения мелкозернистой структуры, а затем, чтобы избежать возникновения внутренних напряжений, охлаждение осуществлять медленно в печи или в ящике с песком или золой, установленном в горне. Инструментальные углеродистые стали следует охлаждать в печи или горне до 670 °С, а затем скорость охлаждения можно ускорить, открыв заслонки печи и удалив топливо из горна.
В зависимости от цели изменения структурных превращений (диаграмма состояния показана на рис)

применяют следующие разновидности отжига.
Поковки из углеродистых сталей охлаждают со скоростью 50... 150 градус/ч, а из легированных сталей - 20.. .60 градус/ч. В результате в металле снимаются внутренние напряжения, он становится более мягким и пластичным, но менее твердым. Низкий отжиг состоит в нагреве поковок до температуры, немного превышающей критическую 723 °С (примерно до 740...780 °С), с периодическим изменением температуры ниже и выше точки 5 и медленном охлаждении до 670 °С, после чего охлаждение можно ускорить. Такой отжиг применяют для уменьшения твердости, увеличения пластичности и улучшения обрабатываемости поковок из инструментальных сталей. Рекристаллизационный отжиг состоит в нагреве сталей до температуры 650...700 °С и охлаждении на воздухе. С помощью этого отжига снимают наклеп и исправляют структуру сталей, нарушенную во время ковки при низких температурах. Нормализационый отжиг (нормализация) состоит в нагреве поковок до температуры 780... ...950°С, непродолжительной выдержке при ней и последующем охлаждении на воздухе. Нормализацию, как правило, применяют для устранения крупнозернистой структуры, образовавшейся в результате вынужденного или случайного увеличения времени нахождения заготовок в печи для исправления структуры перегретой стали (перегрева), измельчения зерна, смягчения стали перед обработкой резанием и получения при резании более чистой поверхности, а также общего улучшения структуры перед закалкой. В результате нормализации сталь получается несколько тверже и менее пластичной, чем после низкого отжига. Нормализация по сравнению с отжигом более экономичная операция, так как не требуется охлаждения вместе с горном или печью.
Закалку применяют для увеличения твердости, прочности и износостойкости деталей, получаемых из поковок. Нагрев стали под закалку осуществляют в горнах или нагревательных печах. Детали в горны укладывают так, чтобы холодное дутье воздуха не попадало непосредственно на сталь. Нужно следить, чтобы нагрев происходил равномерно. Чем больше углерода и легирующих элементов содержит сталь, чем массивнее деталь и сложнее ее форма, тем медленнее должна быть скорость нагрева под закалку. Продолжительность выдержки при закалочной температуре ориентировочно принимается равной 0,2 от времени нагрева. Слишком длительная выдержка при закалочной температуре не рекомендуется, так как при этом интенсивно растут зерна и сталь теряет прочность.
Охлаждение является исключительно важной операцией закалки, так как от него практически зависит получение требуемой структуры в металле. Для качественной закалки необходимо, чтобы в процессе охлаждения детали температура жидкости оставалась почти неизменной, для чего масса жидкости должна быть в 30-50 раз больше массы закаливаемой детали. Для достижения равномерной закалки нагретую деталь надо быстро погрузить в охлаждающую жидкость и перемешать ее в жидкости до полного охлаждения. Если закаливают только конец или часть изделия (например лезвие топора), то его опускают в закалочную жидкость на требуемую глубину и перемещают вверх-вниз, так чтобы не было резкой границы скорости остывания между закаливаемой и незакаливаемой частями изделия и не появились трещины в переходной части. Клинки погружают или строго вертикально или под углом лезвийной частью вниз.
Выбор охлаждающей среды зависит от марки стали, величины сечения детали и требуемых свойств, которые должна получить сталь после закалки. Стали с содержанием углерода от 0,3 до 0,6% обычно охлаждают в воде, а с большим содержанием углерода - в масле. При этом следует учитывать конфигурацию деталей и их сечение. При закалке стали сложным является получение желаемого двухскоростного охлаждения ее. В интервале температур 650...450 °С требуется быстрое охлаждение со скоростью 20...30°С/с. Это позволяет избежать коробления и трещин.
Понятно, что лучшей закалочной средой была бы двухслойная жидкость, в которой верхний слой - вода с температурой 18...28°С, а нижний - машинное масло. Но, к сожалению, такую двухслойную жидкость получить нельзя, потому что масло всплывает на поверхность. При определенном навыке можно применять следующий режим охлаждения. На несколько секунд погрузить деталь в воду, а затем быстро перенести ее в масло. Ориентировочное время охлаждения в воде до переноса в масло составляет 1...1,5с на каждые 5...6 мм сечения детали. Такой способ охлаждения получил название "через воду в масло" или прерывистой закалки. Ее применяют для закалки инструмента из углеродистой стали.
При большом сечении детали наружные слои охлаждаются быстрее, чем внутренние, и поэтому твердость на поверхности получается больше, чем в середине. Углеродистые стали, например стали 40 и 45, закаливаются на глубину 4...5 мм, а глубже будут частично закаленная зона и незакаленная сердцевина. Легирующие элементы - марганец, хром, никель и др. способствуют более глубокой закалке. Некоторые клинки нуждаются в большой прочности на поверхности при сохранении мягкой и вязкой сердцевины. Такие клинки рекомендуется подвергать поверхностной закалке. Один из самых простых способов такой закалки состоит в загрузке детали в печь с высокой температурой (950...1000 °С), быстром нагреве поверхности до закалочной температуры и охлаждении с большой скоростью в проточной охлаждающей среде. Часто закалку выполняют сразу после ковки без дополнительного нагрева, если температура поковки после ковки будет не ниже закалочной температуры.
Закалка может быть сильной, умеренной и слабой . Для получения сильной закалки в качестве охлаждающей среды применяют воду при 15...20 °С до погружения в нее детали и водные растворы поваренной соли и соды (карбоната натрия). Умеренная закалка получается при использовании воды со слоем масла толщиной 20...40 мм, нефти, мазута, мыльной воды, жидкого минерального масла, а также горячей воды. Слабая закалка получается, если применять в качестве охлаждающей среды струю воздуха или расплавленный свинец и его сплавы.
Закалка требует внимания и умения. Плохая закалка может испортить почти готовые детали, т. е. привести к образованию трещин, перегреву и обезуглероживанию поверхности, а также к желоблению (короблению), которое в значительной степени зависит от способа и скорости погружения детали в охлаждающую жидкость.
Закалка-не окончательная операция термической обработки, так как после нее сталь становится не только прочной и твердой, но и очень хрупкой, а в поковке возникают большие закалочные напряжения. Эти напряжения достигают таких значений, при которых в поковках появляются трещины или детали из этих поковок разрушаются в самом начале их эксплуатации. Например, только что закаленный кузнечный молоток нельзя использовать, так как при ударах им о металл от него будут откалываться кусочки металла. Поэтому для уменьшения хрупкости, внутренних закалочных напряжений и получения требуемых прочностных свойств стали после закалки поковки подвергают отпуску.
Отпуск состоит в нагревании закаленной стали до определенной температуры, выдержке при этой температуре некоторое время и быстрого или медленного охлаждения, как правило, на воздухе. В процессе отпуска в металле структурных изменений не происходит, однако уменьшаются закалочные напряжения, твердость и прочность, а пластичность и вязкость увеличиваются. В зависимости от марки стали и от предъявляемых к детали требований по твердости, прочности и пластичности применяют следующие виды отпусков.
Высокий отпуск состоит в нагреве закаленной детали до температуры 450...650 °С, выдержке при этой температуре и охлаждении. Углеродистые стали охлаждаются на воздухе, а хромистые, марганцовистые, хромо-кремниевые - в воде, так как медленное охлаждение их приводит к отпускной хрупкости. При таком отпуске почти полностью ликвидируются закалочные напряжения, увеличивается пластичность и вязкость, хотя заметно уменьшается твердость и прочность стали. Закалка с высоким отпуском по сравнению с отжигом, создает наилучшее соотношение между прочностью стали и ее вязкостью. Такое сочетание термообработки называют улучшением.
Средний отпуск состоит в нагреве закаленной детали до температуры 300...450 °С, выдержке при этой температуре и охлаждении на воздухе. При таком отпуске увеличивается вязкость стали и снимаются внутренние напряжения в ней при сохранении достаточно большой твердости. Низкий отпуск состоит в нагреве закаленной детали до температуры 140...250 °С и охлаждении с любой скоростью. При таком отпуске почти не уменьшается твердость и вязкость стали, но зато снимаются внутренние закалочные напряжения. После такого отпуска детали нельзя нагружать динамическими нагрузками. Чаще всего его используют для обработки режущего инструмента из углеродистых и легированных сталей.
При изготовлении слесарного, кузнечного или измерительного инструмента ручной ковкой кузнецы часто применяют закалку и отпуск с одного нагрева. Такую операцию называют самоотпуском и выполняют следующим образом. Нагретую под закалку поковку охлаждают в воде или масле не полностью, а до температуры несколько выше температуры отпуска, которую можно определить при извлечении поковки из закалочной среды, по цвету побежалости на предварительно обработанной на наждачном круге поверхности поковки. После этого поковку окончательно охлаждают путем погружения ее в воду или масло.
При отсутствии измерительных приборов температуру нагрева поковки определяют по цвету побежалости. Для этого перед нагревом поковки для отпуска на ней, в нужном месте, зачищают небольшой участок наждачной бумагой или другим абразивом. Нагревают поковку и наблюдают за изменением цвета металла по зачищенной поверхности. При этом цвета побежалости будут соответствовать следующим приблизительным температурам нагрева поковки:
Цвета побежалости Температура,°С
Серый_____________330
Светло-синий_______314
Васильковый_______295
Фиолетовый________285
Пурпурно-красный___275
Коричнево-красный__265
Коричнево-желтый___255
Темно-желтый_______240
Светло-желтый______220
Ниже приведены рекомендуемые температуры отпуска для некоторых инструментов и деталей (в градусам Цельсия):
Резцы, сверла, метчики из углеродистых сталей. . . 180-200
Молотки, штампы, метчики, плашки, малые сверла. . 200-225
Пробойники, чертилки, сверла для мягкой стали. . 225-250
Сверла и метчики для меди и алюминия, зубила для стали и чугуна. 250-280
Инструмент для обработки древесины. . . . . . . 280-300
Пружины. . . . . . . . . . . . . . . . . 315-330
При более высокой температуре поверхность стали темнеет и остается такой до температуры 600 °С, когда появляются цвета каления. Режимы термообработки сталей необходимо соблюдать очень строго, так как только правильная термообработка позволяет получать клинки с заданной прочностью, износостойкостью, обрабатываемостью, пластичностью и т. п.
После термообработки пришло время окончательной механической обработки, ее можно провести на нехитром приспособлении

или воспользоваться электроточилом, но это тема для отдельного разговора.

КУЗНЕЧНАЯ СВАРКА.

Операцию получения неразъемного соединения ручной или машинной ковкой называют кузнечной сваркой. Этот метод относится к сварке давлением и состоит в сближении соединяемых поверхностей путем пластического деформирования на расстояния (2-М) -10"8 см, при которых возникают межатомные силы притяжения. Получить высококачественное неразъемное соединение можно только при условии удаления с соединяемых поверхностей окисленных и других загрязняющих пленок. При сварке давлением это достигается приложением к свариваемым поверхностям давлений, достаточных для_ разрушения и удаления загрязняющих пленок и снятия всех неровностей на поверхностях заготовок. Таким образом, для осуществления кузнечной сварки металл заготовки должен обладать высокой пластичностью, низким сопротивлением деформированию, а соединяемые поверхности должны быть тщательно очищены в момент пластического деформирования.
Кузнечная сварка не обеспечивает высокой надежности сварного соединения, она малопроизводительна, пригодна для ограниченного числа сплавов, требует высокой квалификации рабочего и реже применяется на заводах, где всегда имеются другие, более современные методы сварки (дуговая, газовая, контактная и др.) -Однако в полевых условиях, при ремонте неответственных деталей машин, при ковке сложных поковок ручной ковкой часто применяют кузнечную сварку.
Получение неразъемного соединения кузнечной сваркой состоит из следующих основных операций: подготовка заготовок к сварке, нагревание свариваемых частей заготовок, сварка заготовок пластическим деформированием, отделка заготовки в месте сварки и правка.
Сведения о сплавах, подвергаемых кузнечной сварке. Чаще всего кузнечной сварке подвергают низкоуглеродистые конструкционные стали. Для кузнечной сварки рекомендуют стали с содержанием углерода до 0,3%, не более 0,2% кремния, 0,6-0,8% марганца и не более 0,05% серы и фосфора каждого. При необходимости сварки сталей с повышенным содержанием углерода (больше 0,3%) рекомендуют добавлять к сварочному флюсу опилки из мягкой стали, в которой очень мало углерода. При обработке нагретой под сварку части заготовки такими опилками металл обезуглероживается, что повышает свариваемость поверхностного o слоя заготовки.
Подготовка заготовок к сварке состоит в придании соединяемым концам определенной формы. Подготавливаемые концы, как правило, подвергают высадке, их форма зависит от метода сварки. Увеличение сечения свариваемых концов необходимо для выполнения пластической деформации при сварке и придании сварной части поковки требуемой формы.
Режим нагрева заготовок для сварки. Температура нагрева сталей под сварку зависит от содержания в них углерода. Чем больше углерода в стали, тем ниже температура нагрева. Мягкую низкоуглеродистую сталь нагревают до температуры 1350-1370^0. При этой температуре свариваемые концы приобретают ослепительно белый цвет. При сварке стали с повышенным содержанием углерода (например, при сварке лезвия топора из стали У7) заготовку нагревают до температуры 1150° С. Заготовка при.такой температуре имеет цвет белого каления с желтоватым оттенком. Хорошее качество сварки возможно при выполнении пластической деформации без понижения температуры металла. Поэтому сварку следует вести быстро, свариваемые концы должны быть тщательно очищены от окалины и шлака.
Температура нагрева заготовок под сварку превышает температуру начала ковки Тн. Как известно, при температуре выше Тн происходит не только интенсивное образование окалины, но и возможен пережог металла. Для уменьшения образования окалины и - удаления с поверхности перед сваркой, а также с целью предохранения металла от пережога заготовку посыпают флюсом. В качестве флюса используют кварцевой песок, смешанный с бурой, или поваренную соль, Так как марганец повышает свариваемость стали, то иногда к флюсу добавляют немного марганца. Флюс посыпают на заготовку в период нагрева, когда ее температура достигает 950-1050° С. Под действием высокой температуры флюс соединяется с окалиной, образуя шлак, который обволакивает заготовку и защищает ее поверхность от окисления при дальнейшем нагреве.
Для нагрева свариваемых концов используют горны и сварочные печи. Камерные печи, предназначенные для нагрева заготовок под ковку, в данном.случае неприменимы, так как они не обеспечивают нагрев до высоких сварочных температур. Нагревание под сварку требует, чтобы пламя в горне или печи не было окисленным, т. е. чтобы сгорание топлива происходило при максимальном усвоении кислорода и в очаге не было его излишка.
Наилучшим топливом для горна при нагреве заготовок под кузнечную сварку является древесный уголь.
Нагретые заготовки извлекают из горна, ударами о наковальню или ударами молотка сбивают образовавшийся шлак и окалину или счищают их металлической щеткой. Затем, быстро сложив вместе свариваемые концы заготовок, наносят сначала слабые, но частые удары по месту сварки. При слабых ударах остатки шлака выдавливаются наружу, поверхности стыка плотно прижимаются друг к другу, что защищает их от окисления. Сварку заканчивают сильными ударами, подвергая место сварки достаточно большим деформациям и придавая заготовке нужную окончательную форму.

При проковке места соединения отдельные слои металла соединяемых концов внедряются друг в друга, переплетаются, что дополнительно увеличивает прочность соединения. В зависимости от окончательной формы места сварки поковку правят, используя гладилки, обжимки, подбойки и другой кузнечный инструмент.
Способы сварки. Подготовку концов свариваемых частей и их сварку осуществляют разными способами.
Сварка нахлесточного соединения обеспечивает наибольшую прочность сварному стыку. Повышенное качество сварного соединения объясняется увеличенной поверхностью соприкосновения свариваемых частей и возможностью подвергать "большим деформациям соединяемый участок. Перед сваркой концы заготовок высаживают и им придают форму загнутых утолщений (рис. 88, а), повернутых относительно продольной оси на угол ~30°.
Подготовленные концы, предварительно подогрев до 1000° С и покрыв флюсом, нагревают до сварочной температуры. Нагретые и очищенные от флюса и окалины концы накладывают друг на друга и легкими, но частыми ударами прижимают друг к другу, а затем сильными ударами тщательно проковывают место соединения. Одновременно выполняется операция протяжки для придания участку сварки первоначальных размеров. После сварки поковке придают требуемую форму.
Достоинством этого способа сварки является также то, что форма исходных свариваемых поверхностей обеспечивает хорошее удаление остатков шлака с соединяемых поверхностей. Заготовки толщиной или диаметром до 30 мм сваривают за один прием и с одного нагрева. При толщине свариваемых концов более 30 мм операцию осуществляют в два приема: с первого, нагрева сваривают тонкие участки утолщений, со второго нагрева выполняют окончательную сварку. При диаметре заготовок свыше 50-60 мм сварку осуществить ручной ковкой не удается, ее выполняют на молоте.
Сварка вразруб требует более сложной подготовки свариваемых концов. Один из них высаживают, разрубают вдоль продольной оси заготовки, а образовавшиеся "лепестки" раздвигают. Конец второй заготовки также высаживают и заостряют так, чтобы он входил в разруб первой заготовки. Нагретые до сварочной температуры и очищенные от шлака концы вставляют друг в друга и энергичными ударами, формируя металл, производят сварку, а затем окончательную отделку заготовки.
Сварку стыкового соединения применяют в тех случаях, когда из-за малых размеров заготовки невозможно подготовить соединяемые концы для нахлесточного соединения. В одних случаях концы заготовок просто закругляют, нагревают до сварочной температуры, стыкуют друг с другом и ударами вдоль оси с двух сторон сваривают. Под действием ударов нагретое место стыка осаживается, увеличивается в диаметре. Поэтому после сварки место стыка протягивают до нужного диаметра.
Сварка стыкового соединения без предварительной высадки соединяемых концов по прочности уступает сварке такого же соединения с предварительным утолщением концов заготовки. При этом способе нагретые концы высаживают, а торцы скругляют. Подготовленные концы стыкуют и, нанося вдоль оси заготовок по их холодным концам удары, выполняют сварку, а затем окончательную отделку поковки.
Полосовые заготовки сваривают способом врасщеп. Концы заготовок надрезают вдоль продольной оси и разводят, как показано на рисунке. После нагрева до сварочной температуры концы стыкуют и проковывают до получения прочного соединения и исходных размеров.
При сварке концов поковок типа колец или их ремонте применяют сварку с помощью шашек (рис. 88, д). Свариваемые концы / и 2 перед нагревом под сварку подвергают высадке и ковке-до получения формы, представленной на рисунке. Из металла заготовки подготавливают вспомогательные шашки 3. При температуре сварки шашки 3 укладывают между концами 1 и 2 закрепленных заготовок и сильными ударами подвергают совместной пластической деформации. Сваренное место затем правят. Этот способ сварки, как правило, выполняют на молоте.
Дефекты при кузнечной сварке и контроль сварного соединения. Дефекты при кузнечной сварке условно можно свести к двум видам: низкое качество сварного соединения, несоответствие размеров и формы поковки требуемой. Сварку считают выполненной хорошо, если прочность сварного соединения не ниже 80-85% прочности металла свариваемых заготовок. Прочность шва может быть проверена изгибом прутка в месте сварки. При хорошем качестве сварки при изгибе шов не расходится и на поверхности металла не появляются трещины.
Нарушение режимов кузнечной сварки может привести к следующим дефектам.
Непровар появляется при недоброкачественной очистке соединяемых поверхностей перед сваркой: стыкуемые поверхности плохо очищены от окалины; после зачистки поверхностей нагретых заготовок задержалось начало ковки и на соединяемых поверхностях образовалась вторичная окалина; свариваемые поверхности недоброкачественно обработали флюсом; при сварке стыкового соединения концы заготовок плохо закруглили, в середине стыка остался шлак, препятствующий сварке концов.
Пережог - неисправимый брак, который возникает в случае нагрева концов заготовок до температуры, превышающей сварочную. Этот дефект очень вероятен при выполнении кузнечной сварки, так как температура сварки весьма близка к температуре пережога и при недостаточно внимательном нагреве легко ошибиться и пережечь металл.
Низкая прочность сварного шва и околошовной зоны. Нагрев заготовок до сварочной температуры сопровождается ростом зерен. В случае малого набора металла при высадке свариваемых концов степень деформации металла при сварке будет недостаточной, зерна не раздробятся и металл шва будет иметь крупнозернистую структуру и пониженную прочность.
Низкая прочность околошовной зоны возникает при нагреве концов заготовки перед сваркой на большую длину. Крупнозернистая структура металла в месте стыка прорабатывается (измельчается) в процессе ковки утолщений, а зоны, прилегающие к концам и не имеющие утолщений, такой деформации не подвергаются и сохраняют крупнозернистую структуру. Поэтому при сварке следует нагревать только утолщенные концы соединяемых заготовок.
Неточность размеров сечения поковки после сварки возникает "При недостаточном наборе металла на свариваемых концах. При проковке таких концов сечение поковки уменьшается и окончательные размеры окажутся меньше требуемых по чертежу.
Правила безопасности труда при выполнении кузнечной сварки связаны с высокой температурой нагрева металла и применением флюсов. При перегреве металл начинает искриться, а на поверхности заготовки образуется жидкий шлак. При работе с такими заготовками в момент зачистки и ковки брызги шлака и искры могут вызвать ожоги, а также возгорание легковоспламеняющихся материалов и одежды. Поэтому при кузнечной сварке поковки нагрева следует аккуратно и тщательно очищать от окалины и шлака, а рабочее место должно отвечать требованиям пожарной безопасности.
Полезные советы.
1. В качестве заготовок для изготовления бородков, фасонных зубил и т. п. можно использовать стандартные молотки, придав их рабочим концам необходимую форму.
2. Горн закрытого типа можно изготовить из чугунной печки-буржуйки, внутреннюю поверхность которой желательно зафутеровать огнеупорным кирпичом. Воздух подается через поддувало, в дверцу которого вмонтирован отрезок стальной трубы.
3. Используя для подачи воздуха в горн пылесос, его подключают в сеть через лабораторный трансформатор. Изменяя питающее напряжение, регулируют подачу воздуха. При этом двигатель пылесоса будет защищен от перегрузки.
4.Хорошие колосники для горна получают из частей литых чугунных решеток, используемых в дорожных и тротуарных водоприемниках.
5. Чтобы уберечь мелкие детали от перегрева и проваливания в топливо, их нагревают в отрезке стальной или чугунной трубы, который помещают в раскаленные угли.
6. При смачивании поверхности углей водой образуется спекшаяся корка, хорошо удерживающая тепло в зоне нагрева.
7. Восстановить насечку старого напильника или надфиля можно, выдержав его в смеси разбавленных серной и соляной кислот в соотношении 1:1. При этом размер насечки станет несколько меньшим.
8. Используя в качестве источника тепла паяльные лампы, их защищают от перегревания экраном из листового асбеста с отверстием для сопла или используют для этого металлическую сетку, обмазанную глиной.
9. Чтобы увеличить срок службы нихромовых спиралей, их аллитируют, т. е. насыщают поверхность алюминием. Для этого спирали выдерживают в расплаве алюминия с добавкой около 1 % хлористого аммония при температуре 950-1150 °С.

Основным опорным кузнечным инструментом является наковальня массой 100-150 кг, изготавливаемая из углеродистой стали. Наковальни подразделяют на безрогие, однорогие и двурогие. Наиболее удобной является двурогая (рис. 2). Верхняя поверхность наковальни называется наличником, или лицом, а нижняя - основанием. Верхняя часть и наличник должны быть закалены и отшлифованы, не иметь трещин и вмятин. Иначе на горячей заготовке могут оставаться следы. На лицевой поверхности наковальни имеется квадратное сквозное отверстие размером обычно 30X30 мм для установки инструмента и приспособлений. Заостренная часть наковальни (рог) используется для гибочных работ и разгонки колец, а противоположная плоская часть (хвост) - для гибки под прямым углом.

Существует несколько способов крепления наковален (рис. 3). Традиционным является крепление на деревянной колоде - стуле. Для этого используют заготовки диаметром 500-600 мм твердых пород дерева - дуба, березы и др. Высота стула вместе с наковальней составляет около 75 см, т. е. лицо наковальни должно быть на уровне большого пальца опущенной руки кузнеца. Если нет возможности приобрести цельную колоду, то стул можно выполнить из отдельных брусков, скрепленных стальными обручами. Наковальню к стулу крепят П-образными скобами. Стул можно изготовить из стального уголка размером не менее 70X70 мм. Между стальным стулом и наковальней обязательно кладут резиновую прокладку толщиной не менее 8 мм. Крепят наковальню к стулу П-образными стальными стремянками. Способ крепления ее в домашней кузнице применять на бетонном основании нецелесообразно.

Шпераки также являются опорным кузнечным инструментом, но с меньшей массой, и имеют разнообразные формы. Их обычно изготовляют сами кузнецы для определенного вида работ (рис. 4.)

Способы крепления шпераков также разнообразны: их можно вставлять в квадратное отверстие наковальни, зажимать в кузнечных тисках, а также забивать в деревянный стул.

Основные ударные инструменты - кувалда, ручник (молоток) и всевозможные фасонные молотки (рис. 5).

Кувалда - большой молот массой 4-8 кг, применяется для нанесения сильных ударов и обработки крупных заготовок.

Ручник - ручной молоток массой 1-2,5 кг, является основным рабочим инструментом кузнеца, так как ни одна кузнечная операция не обходится без его применения.

Фасонные молотки - это большая и разнообразная группа инструментов, различающихся массой и формой ударных частей. Изготавливают их сами кузнецы для выполнения конкретных работ.

При изготовлении молотков следует уделить особое внимание двум моментам: при пробивании отверстия для ручки нужно следить за тем, чтобы "всад" имел элипсообразную форму, т. е. расширялся от центра к краям, тогда при расклинивании ручки клином по диагонали она надежно закрепляется в молотке; непременным условием для изготовления молотка является его уравновешенность по массам, т. е. независимо от линейных размеров его рабочих частей (боя и задка) отверстие должно находиться в центре равновесия, масса боя соответствовать массе задка (рис. 6).

Для удержания и перемещения горячих заготовок применяют клещи, различающиеся размерами, а также формой губок, зависящей от формы заготовок, которые они удерживают (рис. 7). Существуют и специальные виды клещей, изготавливаемые кузнецом для определенного вида работ, например для удержания заклепок.

Кроме кувалд, ручников и клещей, для художественной ковки требуется также различный подкладной инструмент.

Зубило и подсечку применяют для рубки металла. Зубила изготовляют двух видов - с тонким лезвием для рубки горячего металла и с более толстым для рубки холодного. Форма рабочей части зубил различна - прямая, округлая, в виде топорика. Кузнечные зубила имеют деревянную ручку, а подсечка - прямоугольный хвостовик, который вставляется в отверстие наковальни.

Пробойник кузнечный (бородок) - инструмент обычно с квадратной или круглой формой рабочей части, служит для пробивания отверстий в горячих заготовках, иногда используют для чеканки по горячему металлу. Для специальных работ может быть изготовлен любой формы.

Раскатка (разгонка) - инструмент разнообразной формы, используют для ускорения вытяжки и расплющивания металла.

Подбойка (обжимка) - приспособление, состоящее из двух частей - верхника и нижника. Верхник имеет деревянную ручку, нижних вставляется в отверстие наковальни. Применяется для придания заготовке круглой, квадратной или многогранной формы, упрощает процесс вытяжки.

Гладилку применяют для выглаживания заготовок после проковки. Рабочая часть шлифованная. Имеет деревянную ручку.

Кроме описанных выше основных кузнечных инструментов, имеется множество вспомогательных приспособлений - различные оправки, наконечники, бородки и т. д., изготовляемые в зависимости от потребностей кузнеца (рис. 8). Во избежание травм деревянные ручки кузнечного инструмента рекомендуется изготавливать из высококачественных пород дерева - ореха, граба, белой акации. Для окончательной обработки изделия и его декорирования кузнец должен иметь широкий набор инструментов для рифления, зернения, всевозможные чеканы (рис. 9).

Кузнечный горн является устройством, служащим для нагревания заготовок. Существует множество его конструкций. Для художественной ковки наилучше пользоваться горнами открытого типа. Они просты по конструкции и позволяют нагревать заготовки любой длины и формы. Топливо для горна - кокс, древесный уголь, антрацит.

Наиболее высококачественным топливом является древесный уголь. Однако большой расход при использовании для горна и трудности с приобретением сдерживают его применение. В горнах современных конструкций целесообразно применять литейный кокс, который по качеству не уступает древесному углю, а в некоторых случаях превосходит его. Конструкция традиционного горна, используемая кузнецами, приведена на рисунке 10. Основой его является стол с очагом и местом для нагреваемых заготовок. Размер стола 1 X 1,5-1,5 Х 2 м, высота произвольная в зависимости от роста кузнеца. Изготовляют его из деревянных бревен или камня. Внутренность заполняют камнем, песком, глиной, жженой землей и хорошо утрамбовывают. Для изготовления стола можно использовать кирпич, бетон, а также сварные металлические конструкции.

Очаг, или горновое гнездо, где сжигается топливо, футеруют огнеупорным кирпичом или изготовляют цельным из шамотной глины. Размер очага в плане произвольный и зависит от размера нагреваемых заготовок, но не более 40 X 40 см, глубиной 10-15 см.

Для сопла используют чугунные втулки или отрезки чугунных труб, изолированные шамотной глиной.

Воздух в горн подают с помощью меха или электрических центробежных вентиляторов. Использовать мех для дутья нецелесообразно, так как это трудоемкий и малопроизводительный процесс. Для сбора и отвода дыма и газов над горном устанавливают зонт из листовой стали толщиной 1-1,5 мм. Обычно размеры улавливающей части зонта соответствуют размерам стола. Сечение дымового канала должно быть не менее 20 X 20 см. Высота расположения зонта зависит от объема сжигаемого топлива, силы поддува и высоты вытяжной трубы. Подбирают ее опытным путем. Однако не рекомендуется зонт поднимать выше 80 см над уровнем стола.

Конструкция современного стационарного горна приведена на рисунке 11. На сварной металлической конструкции укреплена литая чугунная плита (стол) с отверстием в центре, в которое вставляется съемное чугунное горновое гнездо, имеющее фланцевое соединение для подсоединения воздуховода, донную крышку для удаления золы из зольника и место для установки сменных колосниковых решеток. Воздуховод оборудован заслонкой для регулировки подачи воздуха. В зависимости от необходимости получения пламени определенной конфигурации используют колосники с отверстиями различной формы. Колосники с равномерно расположенными отверстиями дают широкое факельное пламя, равномерно прогревающее заготовку. Дли местного нагрева применяют колосники со щелевидными отверстиями.

Однако следует отметить, что в горнах традиционной конструкции наличие задней стенки не дает возможности нагревать длинномерные заготовки, а в современных стационарных горнах размеры горнового гнезда не всегда позволяют нагреть заготовку сложной формы. Данных недостатков лишен горн, показанный на рисунке 12. Достоинство его конструкции - отсутствие литых заводских чугунных деталей и простота изготовления. Несущий каркас сваривают из стального уголка, стол выполняют из листовой стали толщиной 3-5 мм. В центре стола вырезают отверстие размером 30 Х 30 см, в которое вваривают зольник в форме усеченного конуса с донной крышкой и фланцем для подсоединения воздуховода. Стол футеруют огнеупорным кирпичом, на зольник укладывают подовую доску (колосники), которую можно изготовить из листовой стали толщиной 8-10 мм. Поступающий воздух охлаждает доску, что защищает ее от прогара. Со временем за счет разности температур верхней и нижней поверхностей подовой доски ее коробит. Однако этот дефект легко устраняется выравниванием ее на наковальне.

Зольная камера и подовая доска могут быть и круглой формы. В этом случае колосник изготовляют из стальной полосы толщиной 6-10 и шириной 30-50 мм, которую закручивают в спираль. Зазор между витками должен быть приблизительно равен толщине полосы, а диаметр колосника - необходимых размеров (рис. 13). Топливо в таком горне расположено в одной плоскости. Поэтому размеры рабочей зоны (площадь горения) можно регулировать в широких пределах. С боков зону ограничивают огнеупорным кирпичом, который фиксируют чугунной или стальной рамой. Для получения пламени различной конфигурации используют чугунные колпаки с отверстиями разнообразной формы, как в ранее описанных колосниках. В связи с тем, что в данной конструкции горна отсутствует горновое гнездо, между подом и заготовкой постоянно должно быть топливо. Если поступающий кислород воздухе не успевает перегореть в слое угля, это приводит к образованию большого количества окалины, выгоранию металла, ухудшению пластических и физических его свойств.

Коэффициент полезного действия открытых горнов невысок - 2-5 %. Поэтому в некоторых случаях строят горны закрытого типа или используют так называемые печурки (рис. 14). Печурка представляет собой ряд огнеупорных кирпичей, ограничивающих зону горения (рис. 15). Спереди и сзади оставляют окна для загрузки заготовок. Сверху их также перекрывают кирпичом. Если размеры печурки больше размеров кирпича, то в качестве перекрытия можно использовать металлический лист. При горении каменного угля за счет процесса шлакообразования над очагом горения образуется слой спекшегося угля. Это свойство каменного угля используют кузнецы. Под таким естественным колпаком детали быстрее нагреваются и меньше окисляются.

Кроме стационарных конструкций горнов, широко распространены переносные. Малые размеры, возможность транспортировки, относительная несложность изготовление являются несомненными достоинствами их для использования в домашней мастерской. Однако следует учесть, что переносной горн не рассчитан на нагрев больших заготовок, но для изготовления инструмента и небольших кованых изделий его вполне достаточно. Конструкция переносного кузнечного горна такая же, как и современного с литым чугунным очагом или подовой доской, только меньших размеров (рис. 16). Воздух подается от вентилятора, вращаемого ножной педалью.

Имеются конструкции с ручным приводом вентилятора через многоступенчатый редуктор. Если горн будут использовать в условиях мастерской, то рекомендуется предусмотреть применение также электрического вентилятора, а если необходимость в нагреве металла возникает от случая к случаю, то для изготовления строительных скоб, петель и т. п. можно использовать простейшие нагревательные конструкции (рис. 17). Например, отрезок стальной трубы необходимого диаметра с заваренным дном или металлическое ведро футеруют огнеупорным кирпичом и обмазывают шамотной (огнеупорной) глиной так, чтобы углубление имело форму конуса. На уровне вершины конуса вмуровывают отрезок чугунной трубы (фурмы), к которой подсоединяют патрубок пылесоса. Вместо него можно использовать паяльную лампу, тогда диаметр фурмы должен быть чуть больше диаметра сопла паяльной лампы. Отрезок чугунной трубы размещают на одном уровне с паяльной лампой. Эту конструкцию можно усовершенствовать, если применить чугунные угловые патрубки для паяльных ламп (рис. 18). Для повышения мощности горна, сложенного из кирпича, рекомендуется использовать две паяльные лампы (рис. 19).

В домашней мастерской применяют также стуловые тиски - зажимной кузнечный инструмент, предназначенный для зажима холодных и горячих заготовок, а также удержания приспособлений при выполнении различных кузнечных операций. Кроме тисков, к зажимным инструментам относят всевозможные воротки, ключи и т п., применяемые для закрутки, завивки и других операций (рис. 20) Помимо кувалды, в домашней мастерской могут быть и другие ударные инструменты - различные приспособления, заменяющие кузнецу помощника - молотобойца (рис. 21). В зарубежных источниках приводятся конструкции молотов с ножным приводом (рис. 22).

При отсутствии молотобойца, т. е. при работе "в одну руку", возникает необходимость как-то удерживать заготовку. Держа в одной руке клещи с заготовкой, в другой - ударный инструмент, кузнец не имеет возможности удерживать подкладной инструмент. В таких случаях иногда применяют петлю из троса, которой с помощью педали из доски зажимают заготовку на наковальне (рис. 23). Если позволяют размеры зеркала наковальни, для фиксации заготовки можно применить эксцентриковый зажим, что дает возможность кузнецу освободить руки и выполнять иные необходимые операции (рис. 24).

Если возникает необходимость в изготовлении одинаковых элементов (завитков, меандров и т.п.), применяют стальную гибочную плиту с отверстиями, в которые по заданному рисунку вставляют стержни и по ним огибают разогретую заготовку (рис. 25). Плиту укладывают в раму из стальных уголков, которую желательно крепить на жестком основании или укладывают на наковальне, фиксируя ее в квадратном отверстии.

В кузнице желательно иметь кузнечную форму, представляющую собой массивную плиту с отверстиями и ручьями. Разогретую заготовку кладут на соответствующее место плиты и ударами молотка придают ей необходимую форму (рис. 26).

Контрольно-измерительные инструменты, применяемые в кузнечном деле, подразделяют на универсальные, специальные и шаблоны.

К универсальным инструментам относят линейки, рулетки, штангенциркуль. Для контроля перпендикулярности применяют угольники с углом 90°. Штангенциркулем измеряют наружные и внутренние размеры заготовок.

К специальным инструментам и приспособлениям для измерения поковок в процессе ковки принадлежат кузнечные кронциркули и нутромеры. Кузнечные кронциркули служит для измерения длин и диаметров поковок, нутромер - для определения внутреннего размера (рис. 27). Кроме вышеназванных инструментов, применяются в художественной ковке различные шаблоны, которыми контролируют общую длину, а также основные размеры и форму заготовки.

Фасонные шаблоны различают контурные и профильные. Кроме них, используют также усадочные шаблоны для измерения линейных размеров заготовок с учетом усадки металла после охлаждения.

В кузнечно-слесарной мастерской желательно иметь также инструменты и оборудование, существенно облегчающие работу и дающие возможность применять новые приемы художественной обработки металлов. К ним относятся электросварочный аппарат, сверлильный станок, электрический гибкий вал с набором сменных головок, рычажные ножницы и др.

У него есть свои плюсы и минусы, ограничения связанные со временем, возможностью переехать на учебу и так далее, если вас интересуют заведения, по следующей ссылке .

Вариант 2 — устроиться учеником кузнеца

Недавно получил письмо от посетителя сайта о кузнечном деле, оно касалось обучения на кузнеца. А точнее того, где обучиться кузнечному делу. Видно, что ковка интересует людей и есть люди, которые хотят работать кузнецами. Поэтому решил написать этот пост о том, где найти обучение кузнечному делу. Думаю, что мой ответ на письмо может помочь не только Андрею, но и всем, кто хочет стать кузнецом.

Времени писать много нет, поэтому цитирую переписку.

Здравствуйте, Алексей Валерьевич.

Очень нравится работать с металлом, но к сожалению, овладеть этим ремеслом очень сложно.

Большая просьба к Вам- не подскажете ли Вы где можно отучиться на кузнеца и освоить художественную ковку, берут ли в ученики по этой специальности?

Заранее благодарен, с уважением.

Радует, что есть люди, которые хотят стать кузнецами. Ответил:

Здравствуйте, Андрей!

Я получил от Вас письмо с вопросом и с удовольствием отвечаю.

По поводу обучения на кузнеца- если Вас интересует конкретное учебное заведение, то вряд-ли я могу Вам помочь, так как даже не знаю, где Вы живете, в каком регионе. Но подскажу Вам более практичный путь: найдите в Вашей местности кузницу и попробуйте устроиться учеником кузнеца. Пусть даже на невысокую зарплату. Так я поступил 12 лет назад и не жалею. Это гораздо более практично, чем изучать теорию. С мастерами своего дела можно работать и узнавать разные тонкости не только из их уст, но и наблюдая, как они работают.

А если в вашей местности нет кузниц(хотя тогда тем более, там нет учебных заведений по ковке)- тогда учитесь сами, например вместе со мной на моем сайте сайт. Я ведь сам осваиваю художественную ковку в домашних условиях, имея некоторый опыт промышленного кузнеца и совсем небольшой опыт в художественном кузнечном деле. О своих делах пишу в блоге и еще на мой сайт заходят нередко умелые кузнецы и тоже делятся своим опытом.

Вариант 3 — самоучка

Если первый и второй вариант не подошли, нежелательны или невозможны, то есть третий — учиться самому по книгам и интернету.

На самом деле, сделать кузницу несложно. Можно при желании что-то ковать, оборудовав место в гараже, сарае, под навесом. Смотрите . Если у вас есть дача или частный дом, то можно заниматься ковкой и во дворе. , обзавестись молотком и вперед. Многие приспособления кузнец делает сам, и вы сделаете, с помощью и . Если есть вопросы или сомнения, спрашивайте, поможем советом.

На нашем сайте есть много материалов по данной теме:

Рубрика « » содержит много материалов по теории и практике кузнечного дела.
Рубрика « » рассматривает подробно изготовление конкретных кованых изделий (инструмента и художественной ковки).
Рубрика « » учит азам от простого к сложному, кузнечного ремесла.

Если вы хотите самостоятельно научиться ковке, оборудовать кузницу своими руками, но испытываете затруднения, неуверенность, то можете

Кузница. Это место, где мастер выполняет все кузнечные работы. Оптимально, когда кузница представляет собой отдельное просторное помещение, на 10-15 метров удаленное от жилища. Но если такого помещения нет, то для начала можно устроить крытый навес во дворе и оснастить его самыми необходимыми приспособлениями. Самые необходимые приспособления включают в себя кузнечный горн, наковальню, стол для выполнения кузнечных работ, слесарный верстак, подставка или стеллаж для кузнечного и слесарного инструмента, равно как и сам кузнечный и слесарный инструмент, бак с холодной водой .

Пригодиться в кузнице могут точило, сварочный аппарат, давильные прессы. Основа оснащения кузницы - горн. По сути дела, горн - это простейшая печь для нагрева кузнечных заготовок и прогрева поковок в процессе работы. Топливом для гона является каменный или древесный уголь. В отличие от обычной печи горн имеет открытую топку и принудительную подачу воздуха, осуществляемую при помощи разных приспособлений.

В старинных кузницах устанавливали монументальные сооружения - стационарные горны. Вначале ставили деревянный сруб высотой по пояс и плотно набивали его горелой землей, песком, битым мелким камнем или глиной. В середине сруба делали углубление (горнило) и сбоку подводили к нему толстую чугунную или медную трубу (фурму). Другой конец фурмы соединяли с мехами (рис.81). Воздух из мехов подавался через фурму в горнило к горящим в нем углям. Этот процесс и есть дутье. Чем сильнее поток воздуха, тем выше становилась температура в горниле. Выкладывали классические кузнечные горны и из кирпича.

Если у вас есть возможность, постройте горн. Он прослужит очень долго. Конечно современный горн, даже если он построен по принципу классического, будет выглядеть немного иначе.

Горн в кузнице устанавливают по центру стены, противоположной входу. Постамент стола выполняется так же, как у классического горна. Это может быть и деревянный сруб, и кирпичный постамент, заполненный изнутри песком, глиной и пр. Оптимальная высота стола - 70-80 см., а размеры сторон достигают 1,5-2 метров и даже больше, если стол устанавливается с расчетом на изготовление крупных изделий вроде оград. Поверхность стола горна выкладывают из огнеупорного кирпича, железобетона, пиленого камня. В центре стола располагают очаг или так называемое горновое гнездо. Оно может иметь круглую или квадратную форму размером 20х20 или 40х40 см при глубине 10-15 см. В это отверстие вставляется фурма. Она представляет собой толстостенный резервуар, сверху накрытый подовой доской. Сбоку к фурме приваривают патрубок - отрезок трубы из тугоплавкой стали. Противоположный конец патрубка соединяют с нагнетающим устройством (вентилятором, нагнетающим гнездом пылесоса, компрессора или мехами). Воздух от нагнетающего устройства через патрубок подводится в корпус фурмы, а затем через подовую доску попадает в зону горения. От конфигурации отверстий подовой доски зависит вид пламени. Так, равномерно расположенные круглые отверстия дают цилиндрическое факельное пламя, а щелевые отверстия (в том числе и обычная печная колосниковая решетка) - узкое и удлиненное пламя.

Разжигают кузнечный горн следующим образом. В горнило на подовую доску насыпают тонкий слой угля, сверху кладут слой стружек и мелких древесных щепок, смоченных керосином. Сверху укладывают немного сухих дров. На горящие дрова насыпают еще один слой угля и начинают дутье. Как только уголь раскалится докрасна, можно начинать нагрев заготовок. Периодически уголь сбрызгивают водой, чтобы сверху образовалась корочка, удерживающая внутри горящей массы высокую температуру. Зола от перегоревших дров и угля просыпается в фурму. Периодически фурму очищают от золы. Для этого дно фурмы оснащают так называемой донной крышкой.

Постамент кузнечного стола можно собрать из стальных уголков, соединив их сваркой или болтами так, чтобы верхние уголки для плоскости стола были развернуты ребрами вверх. В образовавшуюся раму укладывают толстый железный лист с отверстием для фурмы. Остальное пространство стола закладывают кирпичом или другим материалом, как и в первом случае.

Для нагрева заготовок можно использовать и паяльную лампу . Ее устанавливают в заранее приготовленную ямку, а рядом складывают небольшую печь из огнеупорного кирпича. Можно соорудить конструкцию, в которой паяльная лампа будет располагаться под печью, давая кузнецу больше свободы в перемещениях. Для этого кирпичи ставят на торец, укладывают на них колосниковую решетку, а на нее устанавливают в виде печи четыре кирпича. В это углубление засыпают уголь. Паяльную лампу с помощью патрубка подводят под колосниковую решетку. Заготовки в этом случае закладывают в щель между кирпичами. Использовать такую печь можно лишь для заготовок небольшого размера.

Над горном надо обязательно сделать горновой кожух. Это обычная вытяжка для отвода образующихся во время работы вредных газов. Размеры нижнего входного отверстия кожуха соответствуют размерам кузнечного стола. Укрепляют вытяжку на высоте 50-60 см от рабочей поверхности стола. Вообще, чем ниже установлена вытяжка, тем эффективней она работает. Если в соответствии с вашим ростом можно понизить уровень входного отверстия вытяжки, сделайте это. Лучший вариант горнового кожуха - закрепленная металлической рамой вытяжка, выполненная из огнеупорного кирпича. Можно сделать кожух из листового железа толщиной 0,5-1,5 мм. Главный недостаток металлических кожухов - быстрое прогорание (окисление под воздействием высокой температуры и газов с последующим разрушением).

Оптимальный вариант - устройство кузницы в отдельном помещении. Как уже говорилось, горн устанавливают в центре стены, противоположной входу. Наковальню размещают на расстоянии 1-2 метра от горна, чтобы ее конический рог находился слева от кузнеца, стоящего спиной к горну. Вокруг наковальни должно быть достаточно пространства для свободных перемещений кузнеца и, при необходимости, работы молотобойца. Между наковальней и горном располагают бочку с водой для охлаждения поковок и инструмента. Вода пригодится и в момент пожарной опасности. Чтобы вода в бочке была постоянно холодной, ее на 2/3 зарывают в землю. Рядом с наковальней должен быть столик для кузнечного инструмента. Чтобы он занимал меньше места, его можно сделать двухъярусным - на верхней плоскости размещают инструмент, которым пользуются часто, на нижней полке менее ходовой. У соседней стены размещают кузнечные тиски, на которых производят высадку, гибку, скручивание. Рядом с тисками - слесарный верстак. В углах располагают ящики с углем, дровами, песком.

Материалы. Основной материал, который используют в своем деле кузнецы - сталь. Общеизвестно, что сталь - это сплав железа с углеродом. По доле углерода в сплаве стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25% углерода), среднеуглеродистые (0,25-0,6%) и высокоуглеродистые (0,6-2%). Повышение содержания углерода в стали увеличивает ее твердость и закаливаемость, но снижает пластичность и ковкость. Для улучшения физико-механических свойств сталей в них вводят различные добавки. Это могут быть никель, мышьяк, медь, фосфор, сера и др. Причем содержание добавок в сплаве четко контролируется, ведь при превышении некоторого порога вместо улучшения качества можно получить обратный эффект. Особенно важно не допустить превышения содержания в сплаве серы и фосфора. Чем меньше в стали этих примесей, тем выше ее качество.

В зависимости от химического состава стали делят на углеродистые и легированные. Углеродистые в свою очередь подразделяются на стали обыкновенного качества, качественные углеродистые стали и стали специального назначения. Благодаря своей пластичности, для кузнечных работ хорошо подходят стали обычного качества с содержанием углерода от 0,1 до 0,3%. Эти стали хорошо свариваются, легко режутся. Маркировки таких сталей Ст0, Ст1, Ст2. В принципе, вполне удовлетворительно и качество сталей Ст3-Ст6. Чаще всего они встречаются в виде проволоки, прутков, полос и листов. Наиболее доступным источником нужной стали является металлолом. При этом имейте в виду, что из стали Ст0 чаще всего изготовляют строительную арматуру, из стали Ст1 - сварочные конструкции, из стали Ст2 и Ст3 - железнодорожные костыли, болты, гайки, гвозди.

Название "углеродистые качественные стали" подразумевает пониженное содержание вредных примесей и, как следствие, повышение качества и улучшение механических свойств. Лучше всего для ковки подходят качественные стали марок Ст10 и Ст15 (0,10 и 0,15% углерода соответственно).

Из углеродистых инструментальных сталей изготавливают различные инструменты. Маркировка этих сталей начинается с буквы "У", после которой цифрами проставляют содержание углерода в десятых долях процента. Например, стали марки У9 содержит 0,9% углерода. Инструментальную сталь также можно использовать в изделиях, материалом для которых послужит какой-нибудь пришедший в негодность инструмент.

Легированные стали в обязательном порядке содержат добавки, нацеленные на придание стали тех или иных качеств. Например, уже упоминавшийся никель придает стали прочность и твердость, повышает устойчивость к коррозии. Вольфрам и ванадий увеличивают жаропрочность и притормаживают образование окалины при нагреве стали до высоких температур. Кремний придает упругость. Легированные стали, в зависимости от приобретенных в результате легирования свойств, применяются в конструкциях, которые должны выдерживать серьезные физико-механические или физико-химические нагрузки. Изготавливают из них и разнообразные инструменты. Из цветных металлов в кузнечном деле используют в основном медь и ее сплавы (латунь, бронзу), а также алюминий и его сплавы.

Хорошо, если в руки попадают заводские материалы с проставленной маркировкой. А если работать придется с металлом, переработанным из металлолома? Как определить его марку? Все, что вам потребуется, - это точильный круг. Дело в том, что мелкая металлическая стружка, образующаяся при обработке металла на точильном круге, дает сноп искр, совершенно уникальный для каждого металла (сплава). По характерным особенностям искр и определяют, с каким металлом имеют дело. Поскольку внешний вид меди, латуни, бронзы, алюминия и его сплавов узнаваем достаточно легко, затруднения может вызвать лишь определение марки стали.

Низкоуглеродистая сталь, содержащая приблизительно 0,1-0,2% углерода, выбрасывает из-под точильного круга искры, расходящиеся веером в виде слегка изогнутых черточек желто-соломенного цвета с утолщением в середине и на конце. С повышением содержания углерода, основной рисунок искр остается прежним, но вокруг веера возникает все больше ярких звездочек. Например, сноп искр стали с содержанием углерода 0,5% имеет вид такого же веера из слегка изогнутых черточек, но в районе среднего утолщения от снопа отделяется небольшое количество искорок, которые сверкают отдельными звездочками. Высокоуглеродистая сталь, в том числе и инструментальная, дает искры с обильными звездочками.

В таблице, помещенной ниже, сведены характеристики искр и звездочек наиболее употребляемых в кузнечном деле марок стали.

Цвета искр углеродистых сталей меняются в гамме оттенков соломенно-желтого и светло-желтого. У хромистой стали искры длинные. От основной ветки в разных направлениях отлетают короткие тонкие веточки искр со звездочками на конце. Цвет искр хромистой стали оранжево-красный. Искры вольфрамовой стали прерывистые, с небольшими утолщениями на конце.

Определение марки стали по искре

Марка стали	Формы искр и звездочек
Ст2, Ст3	Нити искр тонкие, с утолщениями в середине и на конце, разветвлений практически нет
Ст4	Нити гуще, чем у сталей Ст2 и Ст3, разветвлений мало
Ст5, Ст10	Нити острые, с утолщениями в середине и на конце, разветвлений мало, немного звездочек
Ст15, Ст20	Нити той же формы, что и у Ст5, Ст10, но разветвлений и звездочек больше
Ст20, Ст30	Концы нитей становятся тонкими, без утолщений, разветвлений и звездочек много
У12	Мелкие густые звездочки
Ст40, Ст45	Концы нитей острые, нити сильно разветвляются, звездочки круглые, густые

Главным элементом каждой кузницы является горн, в котором накаляют материал так, что его твердость во много раз снижается и уступает место пластичности. Кузнецу остается только вылепить из податливого материала нужный предмет.

В зависимости от химического состава каждый материал имеет свою ковочную температуру, вернее интервал температур. Верхней границей этого интервала является температура, до которой нагревают заготовку в горне перед ковкой. Затем приступают непосредственно к ковке и продолжают работать с накаленной заготовкой до тех пор, пока она не остынет до температуры нижней границы интервала ковочной температуры. В этом интервале температур пластичность металла достаточно высока, следовательно, металл легче обрабатывается и, что тоже важно, от механических воздействий кузнечных инструментов не страдает внутренняя структура металла.

Очень важно уметь правильно определить температуру нагрева заготовки перед началом обработки. Не забывайте, что перегретый металл значительно теряет в пластичности. А сильный перегрев может привести к пережогу металла. Пережженный металл при ковке просто разрушается. Если же начать ковать заготовку, нагретую до температуры ниже ковочной, на ней будут образовываться трещины.

Еще с древности кузнецы научились определять температуру поковок (заготовок) по цвету. Понаблюдайте за нагреваемым металлом. По мере нагревания он одевается в разные краски. Вначале, сменяя друг друга, проходят цвета побежалости. Вслед за последним цветом побежалости появляется первый цвет каления. При дальнейшем нагревании один за другим проходят все цвета каления. При максимальных температурах цвет каления белый с оттенками различной яркости.

Ниже в таблицах приведены температуры, соответствующие различным цветам побежалости и каления стали.

Цвета побежалости и соответствующие температуры для стали

Цвет побежалости	Температура, ° С
Бледно-желтый
Светло-желтый
Желтый
Темно-желтый
Коричневый
Коричнево-красный
Фиолетовый
Темно-синий
Светло-синий
Серый

Цвета каления и соответствующие температуры для стали

Цвет каления	Температура, ° С
Темно-коричневый (заметен в темноте)	530-570
Коричнево-красный	580-650
Темно-красный	650-730
Темно-вишнево-красный	730-770
Вишнево-красный	770-800
Светло-вишнево-красный	800-830
Светло-красный	830-900
Оранжевый	900-1050
Темно-желтый	1050-1150
Соломенно-желтый	1150-1200
Лимонный	1200-1400
Белый (различной яркости)	1400

Заготовку из стали Ст1 вынимают из горна и начинают ковать при температуре 1300° (здесь и далее температура указывается по шкале Цельсия), то есть на пороге белого каления. Прекращают ее ковать, когда температура упадет до 800° . За пределами этого температурного интервала сталь значительно менее пластична, сопротивляется деформации и может разрушиться. Лучший период для ковки стали Ст2 - от 1200° -850° , для У7, У8, У9 - от 1150° -800° . Стали У10, У12, У13 куют в интервале 1130° -870° .

Инструменты. Наковальня - основное опорное приспособление. Верхняя горизонтальная плоскость называется наличником или лицом. Наличник наковальни должен быть закален и хорошо отшлифован. На нем выполняют все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни выполнены под углом 90° к наличнику. Ребра этих граней должны быть довольно острыми, без сколов. На ребрах производят раздачу и гибку материала. Важным элементом наковальни является рог. Встречаются безрогие и однорогие наковальни, но наиболее универсальна двурогая наковальня с коническим рогом и хвостом. Конический рог предназначен для радиусной гибки прутков, полос. На нем же раскатывают и сваривают заготовки в форме колец, выковывают спирали и выполняют многие другие операции. Хвост, расположенный напротив от рога, имеет форму пирамиды. Его используют для гибки и правки замкнутых прямоугольных заготовок.

На наличнике в районе рога сделано круглое отверстие диаметром 15-25 мм для пробивки отверстий в заготовках. У хвоста на наличнике находится квадратное отверстие размером 35х35 мм. В него устанавливают различный подкладной инструмент, облегчающий раздачу, рубку, формовку заготовок.

Для крепления наковальни к подставке на ее нижней плоскости имеются лапы. Подставкой (стулом) для стационарной наковальни может служить массивный пень лиственных пород диаметром 60-70 см и такой же высотой. С помощью скоб наковальню прикрепляют к подставке.

Неустойчиво стоящая подставка затруднит работу на наковальне. По советам мастеров, лучше вкопать ее в землю на глубину не менее 0,5 метров и хорошо утрамбовать землю вокруг подставки. Если вам не удалось подобрать подходящий пень, замените его деревянной или металлической бочкой, туго набитой песком или землей. Сверху положите толстый деревянный брус и нему прикрепите наковальню. Для начальных ознакомительных работ наковальню вам может заменить кусок рельса или толстая металлическая плита.

Ударный инструмент. Главный инструмент в кузне - ударный. Это молотки-ручники (далее ручники), боевые молоты и кувалды.

Ручник - основной инструмент кузнеца. Им мастер кует небольшие изделия и руководит работой молотобойца, если работа идет в паре. Ручником кузнец показывает молотобойцу, в какие места надо наносить удары молотом или кувалдой. В зависимости от обрабатываемой заготовки применяются ручники массой от 0,2 до 5 кг.

Боевые молоты - тяжелые молотки массой 10-12 кг. Рабочей частью молота является головка. Нижняя рабочая поверхность головки называется боем или бойком, верхняя - задком. Задки бывают клиновидными односторонними, двусторонними продольными, двусторонними поперечными. Клиновидным задком разгоняют раскаленный металл вдоль или поперек оси заготовки. Двусторонние продольные и поперечные задки облегчают рубку металла.

Кувалда - тяжелый молот массой до 15 кг - используется при тяжелых кузнечных работах, требующих нанесения сильных ударов. Бойники кувалды имеют плоскую форму.

Рукоятки ударных инструментов выполняют из прочных лиственных пород деревьев (березы, бука, граба, ясеня). Старые мастера предпочитали рукоятки из рябины. Длина рукоятки ручника может достигать длины 60 см. Длина рукоятки молота, в зависимости от его веса и роста молотобойца, достигает 90 см. Очень важно, чтобы рукоятки были гладкими, не имели трещин и заусенцев. В противном случае, можно серьезно поранить руку. Особое внимание следует обратить на крепление рукоятки с головкой. Отверстие в головке, предназначенное для рукоятки называется всадом. После того, как рукоятка вставлена, ее расклинивают (вбивают клин). Самыми надежными считаются металлические заершенные клинья. Вбивать их надо на глубину, равную 2/3 ширины головки молота или кувалды под небольшим углом к оси рукоятки.

Рассмотрим технику ударов подробней. Локтевые (или легкие) удары наносят движением рук от локтя. Предплечье в этом ударе не участвует. Плечевые (или средние) удары наносят движением рук от плеча. Верхняя точка траектории движения молота находится над головой молотобойца на высоте вытянутых рук. При навесных (или сильных) ударах молот описывает в воздухе полный круг (через низ, над спиной, над головой, нанесение удара). Навесные удары наносят при ковке заготовок большой массы или при кузнечной сварке крупных деталей.

Значительно упрощают работу, а часто и расширяют круг возможностей кузнеца различные подкладные инструменты . В зависимости от того, устанавливается ли подкладной инструмент на наковальню (в квадратное отверстие возле хвоста) или под молот (то есть над верхней поверхностью обрабатываемой заготовки), подкладной инструмент делят на нижняк и верхняк. Знакомство с этим инструментом начнем с приспособлений, которые кладут под молот.

Кузнечные зубила используют кузнецы во многих операциях. Они различаются по разным признакам. Во-первых, их подразделяют на зубила для рубки нагретых и холодных заготовок. Зубила для рубки холодных заготовок более массивны, угол заточки их ножа 60° . Для рубки горячих заготовок используют зубила с более тонким ножом. Угол заточки такого ножа - 30° . Различают зубила и в зависимости от формы ножа. Зубила с прямым ножом используются как для поперечной, так и для продольной рубки. Нож зубила для поперечной рубки расположен параллельно оси рукоятки, нож зубила для продольной рубки - перпендикулярно оси рукоятки. Прямые ножи делают с односторонней и двусторонней заточкой. Зубилами с односторонней заточкой получают разрез со строго перпендикулярным торцом. Разрезы с наклонными торцами выполняют зубилами с двусторонней заточкой. Иногда нож зубила оставляют притупленным. Такие зубила используют при украшении поверхности изделия орнаментом.

Для вырубки из листов металла фигурных элементов используют зубила с определенной кривизной ножа в горизонтальной плоскости. Если фигурное украшение вырезают из металлического бруска или другой объемной заготовки, пользуются фасонными зубилами с двойной кривизной ножа.

Пробойники предназначены для пробивки отверстий и различных углублений в нетолстых заготовках. Рабочая часть пробойника называется бородкой. Бородки могут иметь круглую, овальную, квадратную, прямоугольную или фасонную форму. Выбор пробойника зависит от того, какую форму надо придать отверстию или углублению. В тех же целях, но для объемных заготовок используют прошивни или специальные пуасоны. Пуасоны отличаются от пробойников тем, что не имеют рукояток и удерживаются клещами.

Гладилки. После ковки поверхность изделия далеко не идеально гладкая. Для ее выравнивания применяют гладилки. При выравнивании больших плоскостей удобнее пользоваться плоскими гладилками с рабочей поверхностью 10х10 см. Для небольших плоских поверхностей достаточно плоской гладилки с рабочей поверхностью 5х5 см. Для выравнивания радиусных поверхностей используют гладилки с цилиндрической рабочей поверхностью.

Раскатки. Главная роль раскаток - ускорение раздачи (удлинения) раскаленного металла вдоль и поперек оси заготовок. Кроме того, их используют для выбивания на заготовках цилиндрических пазов. Можно применять раскатки и для нанесения узора.

Подкладной инструмент устанавливается в квадратное отверстие на наличнике наковальни. Для этого он снабжен хвостовиком квадратной формы, который легко устанавливается в отверстие.

Подсечки . В одном из методов рубки заготовок используются подсечки. Угол заточки лезвия подсечки 60° . Заготовку накладывают на лезвие подсечки и, ударяя по ней ручником, отрубают необходимую часть.

Конусные оправки и вилки . Для расширения отверстий в заготовке и раздачи колец используют конусные оправки и вилки при выполнении гибочных операций. У опытного мастера со временем собирается целый арсенал различных оправок, которые упрощают ковку уклонов, кузнечную сварку, гибку сложных профилей. Для начала они вам не потребуются. С накоплением опыта вы определите, какие именно вам нужны, и изготовите их сами. Вообще, не надо пугаться представительного набора инструментов. Далеко не все из них потребуются вам с первых же минут работы в роли кузнеца. Чтобы освоить основные приемы кузнечного дела, нужен вполне ограниченный перечень инструментов.

Еще одна группа - парный подкладной инструмент . Парным он называется потому, что включает в себя нижний инструмент, который, как и обычный нижняк, вставляется в квадратное отверстие на наличнике наковальни, и верхний инструмент, который располагают сверху заготовки и держат за рукоятку (как обычный верхняк). В эту группу входят обжимки и подбойки.

Обжимки и подбойки помогают придать уже откованной заготовке правильную цилиндрическую, прямоугольную или многогранную форму. Заготовку располагают между ними. Подбойки используют для продольной и поперечной раздачи металла.

Гвоздильная плита нужна, чтобы изготавливать гвозди, болты и клепки для соединения деталей изделий. Эта плита представляет собой брус со специальными отверстиями разных размеров. Не забывайте, что соединения, выполненные с помощью болтов и заклепок, сделанных из того же металла, что и основное изделие, выглядят гораздо аккуратней.

Плита-форма может стать хорошей помощницей кузнецу. Стальная плита-форма по четырем боковым граням которой имеются углубления различной конфигурации и размеров. На торцевых поверхностям плиты делают сквозные отверстия стандартных форм (круглые, квадратные, треугольные и другие) и фасонные отверстия. Длина боковых граней плиты может достигать 40 см, толщина плиты - 15-20 см. Отверстия на торцевых поверхностях используют для пробивки отверстий такой же формы в обрабатываемых заготовках. Плиту подкладывают под заготовку, которую обрабатывают пробойниками или пуасонами. Углубления на боковых гранях плиты используются для ковки разнообразных фигурных элементов и с успехом заменяют целый набор подкладных штампов.

Клещи. Кузнецы имеют дело с раскаленным металлом. При обработке раскаленную заготовку нужно удерживать в определенном положении. Если для работы каким-либо инструментом, достаточно одной руки, заготовку можно удерживать другой рукой с помощью клещей. Чтобы клещи плотно облегали изделия различной конфигурации, их губкам придают различные формы. Например, держать заготовку цилиндрической формы удобнее клещами с губками в виде полуколец. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Если размер губок клещей оказывается несколько больше размера заготовки, применяют такую хитрость. Губки клещей нагревают в горне, захватывают ими заготовку и обжимают губки по форме заготовки ударами ручника. Кузнечные клещи должны быть легкими, с длинными пружинящими рукоятками. Для надежного удержания заготовок во время работы мастера стягивают рукоятки клещей специальным зажимным кольцом (шпандырем).

Тиски . Для работы с инструментом обе руки кузнеца должны быть высвобождены, поэтому для зажима раскаленных заготовок используют стуловые тиски. Крепят такие тиски массивными болтами или шурупами к основной опоре слесарного верстака. Слесарный верстак необходим в любой кузне, так как для доведения кованого изделия до завершенного вида над ним нередко приходится поработать слесарным инструментом. С основными слесарными инструментами вы постепенно познакомились в процессе изучения первой главы. Добавить можно только точило. Просверливать отверстия для соединения толстых, твердых кованых заготовок лучше всего не вручную, а на сверлильном станке. Удобнее всего расположить тиски так, чтобы расстояние между полом и верхним уровнем губок равнялось 90-100 см.

Вспомогательный инвентарь. В процессе работы нередко приходится производить различные замеры. Для этого хорошо заранее запастись стальными линейками (длиной 25, 50, 100 см), штангенциркулем и угольниками.

Для ухода за горном кузницы потребуется лопата, кочерга, метелка для очистки горна от угольной и шлаковой пыли, какой-нибудь ручной пульверизатор для сбрызгивания угля при спекании купола над очагом, щипцы для угля, ломик для пробивания спекшегося угля (если топливом вашего горна будет уголь). В обязательном порядке в кузнице, помимо емкости с водой, размещается и ящик с сухим песком.

История кузнечного дела неотъемлемая часть обработки металлов. В самом начале появилась холодная ковка. Много веков использовался только этот способ изготовления оружия, предметов домашней утвари, ювелирных украшений. Это теперь ювелирная промышленность не имеет к кузнецам никакого отношения, а раньше всё что касалось металлообработки, относилось к кузнечному делу.

Заглянув в книги по истории, повествующие о развитии ремёсел в железном и бронзовом веках, можно увидеть фотографии предметов, изготовленных мастерами из разных уголков Земли. Кузнец – эта профессия овеяна мифами и легендами. Развивалось кузнечное дело на разных территориях по-разному. Только многие века использовался холодный метод ковки металла.

Было и такое название профессии как «Хытрец». Этот эпитет донесли до нас книги, датированные 1073 годом. По праву кузнечное дело тех времён можно назвать хитрым. Кузнецу приходилось различать металлы по цвету, определять их прочность по оттенку на изломе. Было что-то мистическое в самом процессе производства, когда из куска металла под воздействием сильных коротких ударов молота, получалось необычайной красоты или причудливой формы изделие.

При помощи деформации металла, получающего под воздействием сильного давления дополнительную плотность и прочность, выходили из под молота хытреца, корчего, железоковца, ковача, керча, нытря необходимые в быту вещи. Первые упоминания этой профессии можно найти в книгах, передающих мифы древней Греции. Гвоздями выкованными Гефестом был прикован Прометей к скале.

Сила кузнецов воспета во многих литературных произведениях разных эпох. Считали мастеров кузнечного дела знахарями, лекарями и людьми способными изгонять злых духов. Основываясь на подобных поверьях создал Гоголь своего кузнеца Вакулу. Поговаривали, что сам Сварог покровительствует корчим.

Места в России названные в честь кузнечных дел мастеров

Профессия кузнеца требует от мастера хорошей физической подготовки. Так было всегда. Не каждый воин рискнул бы померяться силой с кузнецом. Жителей Псковской области до сих пор называют скобарями, памятуя о том, что кузнецы этих мест голыми руками подковы гнули.

Профессия кузнеца за многолетнюю историю имела множество названий. Одно из наиболее распространённых дало имя городу Керчь. Произошло это название от слова корчев, что означает кузнец. Сопутствующие термины тех времён:

Корчин – кузнечный;
Кричное – кованое.

Есть и Москве место, название которого указывает на соседство с кузнечной слободой – это Кузнечный мост. Была такая слобода и в Новгороде. Упоминания о крупных поселениях кузнецов в городах относятся к 15-17 векам. Именно в городах развитие этой профессии получило больше возможностей, благодаря спросу на кованые украшения для фасадов больших домов, территорий садов и парков. Так же как и в Киевской Руси изготавливалось в кузницах холодное оружие, проходящее закалку огнём.

Знаменитые мечи

Не единожды воспет клинок булатный в книгах и гусарских песнях. Классики русской литературы часто использовали в своих произведениях особенности мечей прорубать камень. Прототипом волшебных мечей послужили:

«Эскалибур» — меч короля Артура, который при защите крепости застрял в каменной стене. Народные поверья наделяют этот меч магической силой. В русской культуре подобным артефактом служит меч «Кладенец». «Дюрандале» — меч Роланда и безымянный клинок тасканского рыцаря Гальяно Гвидотти так же смогли проткнуть камень. Способность разрубать камень эти клинки получили благодаря не столько магическим и мистическим силам, а стараниями и умением мастеров их изготовивших.

Меч Гальяно Гвидотти кардинально изменил судьбу своего хозяина. Книги доносят до нас историю о том, что этот рыцарь был канонизирован, хотя до встречи с архангелом Михаилом не был праведником. Михаилу на предложение уйти в монастырь ответил воин, что это произойдёт лишь после того как его меч разрубит камень. Меч вошёл в булыжник, да так там и остался. Современные учёные имели возможность исследовать камень и меч. Их заключение подтвердило то, что клинок пронзил камень именно во времена, описываемые в летописях.

Уже в рыцарские времена кузнечное дело имело немало секретов, передаваемых мастерами из поколения в поколение. Одним из них была форма заготовки, для вышеперечисленных мечей основой послужил четырёхугольный стержень. Широко известны и клинки, относящиеся к японской культуре. Их названия переводятся как «меч срезающий траву», «меч собирающий облака рая». Они отличаются изогнутой формой, что придаёт холодному оружию японских мастеров аэродинамические свойства не характерные для изделий европейских кузнецов.

Одним из знаменитых мечей, представленных в экспозиции польского музея в Познани, является оружие Святого Петра, выкованного в 1 столетии. Знаменит клинок тем, что при аресте Христа перед распятием Пётр сумел отрубить ухо раба. Передан меч в музей был епископом Иордана.

Вехи развития кузнечного дела

Ручная ковка – древнейший способ обработки металлов, ставшая прародительницей штамповки, ковки, литья, прессовки, прокатки, волочения и листовой штамповки. Археологи находили в ходе раскопок металлические изделия датируемые периодом, относящимся к нескольким тысячам лет до нашей эры. Изделия эти выполнены из металлов, встречающихся в природе. Первые металлические находки археологов относятся к 5-4 векам до н.э. Техника волочения при изготовлении изделий из драгоценных металлов обнаружена в бассейнах рек Тигр и Евфрат. Изделия изготовлены в 3 в дон.э. Кузнечное дело на Руси имеет более давнюю историю. Мечи, шлемы, кольчуги, ухваты топоры, украшения и другие кованые вещи датируются 18 в. до н.э.

С 10 по 18 века от рождества Христова в металлообработке появились новые способы:

закалка металла;
пайка при помощи меди;
кузнечная сварка;
методика многослойного изготовления.

XVI век. При Иване Грозном русская армия была оснащена коваными пушками.
XVII — XVIII – создание государственных оружейных заводов на Урале и в Туле.

Пётр I всячески способствует развитию металлургической отрасли. На военных заводах широко используются водяные двигатели. На рубеже столетий, в 1800 году впервые на тульском заводе была испробована методика горячей штамповки однотипных деталей. Её применил для массового производства кузнец В.А. Пастухов.

В это же время в Вологде кузнецы специализируются на производстве якорей, а в Муроме выпускают скобяные изделия для строительства флота.
XIX в. На смену водяному приводу приходят паровые машины, что способствует развитию кораблестроения и выпуску артиллерийского оснащения флота и армии, для производства которых были необходимы броня, толстые плиты для лафетов, орудийные стволы. Вес падающего молота составлял до 50 тонн. Такие гидравлические прессы расширили возможности до ковки деталей в 250 тонн.

К этому же периоду относятся научные изыскания по деформации металлов. Вооружившись микроскопом, П.П. Аносов стал изучать строение сталей. В ходе исследования в 1841году им была установлена зависимость между структурой и свойствами металлов. Это позволило создавать сталь с необходимыми техническими характеристиками. Д.К. Чернов проводил исследование поведения металлов при нагреве и охлаждении, что послужило открытием структурных изменений. Книги с исследованиями Чернова и Аносова до сих пор служат пособием для металлургов.

Приобщение к мастерству кузнеца через выставки

Кроме постоянных экспозиций в музеях, изделия декоративного кузнечного промысла можно увидеть на выставках, где представлены не оружие и не ювелирные украшения, а работы мастеров для украшения быта. Выставки – это не просто показ красивых вещей, это популяризация, в которой так нуждается кузнечное дело. Несколько 10-летий этот промысел был практически забыт из-за расширяющихся с каждым годом возможностей в металлообработке. Но остальные способы – это штамповка, работа на количество. Только кузнечное дело при работе с металлом поможет раскрыться мастеру наиболее полно.

История возрождения кузнечного дела началась не так давно, но строительство частных домов, способствует этому. Каждый хозяин хочет выделить своё жилище и прилегающую территорию. Выставки мастеров позволяют понять, каким образом это можно сделать неординарно и в то же время не вычурно. Для начинающих кузнецов эти выставки помогают найти свой собственный стиль, подсмотреть у более опытных некоторые приёмы, которыми они делятся, проводя мастер-классы непосредственно в стенах, где проходят показы готовых декоративных изделий.

Выставки кузнечного мастерства проходившие в Арт-Кремле стали хорошим стартом для начинающих, для которых мастера устроили демонстрацию возможностей изменения куска металла, превращающегося во вполне оформившиеся фигурки для украшения жилья.
Отличный способ привить начинающим любовь к обработке металла способом ковки, дав первые уроки мастерства прямо на выставке. «Кузнечный талисман» — это выставка, где каждый желающий имел возможность попробовать свои силы, почувствовать изменения материала под собственными ударами молотом.

Выставки кузнечного мастерства становятся доброй традицией. В сентябре 2015 года в 4 раз была открыта выставка «Кузница счастья», в рамках фестиваля «Бабье лето». Здесь так же проводились мастер-классы.

Овладеть всеми тонкостями науки по обработке металла помогут начинающим многочисленные книги, которые рассказывают о различных технологиях холодной и горячей ковки, литья, кузнечной сварки, технологиях создания декоративных элементов.

Книги могут рассказать о многом, но всё же кузнечное дело как и в старь передаётся мастером ученику из рук в руки.