Ковка

Ко́вка — как правило, высокотемпературная обработка давлением различных металлов, нагретых до ковочной температуры. Особым видом ковки является холодная ковка, осуществляемая без нагрева деформируемого металла.

Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств. Для железа температурный интервал 1250—800 °С, для меди 1000—650 °С, для титана 1600—900 °С, для алюминиевых сплавов 480—400 °С.

Кузнец у наковальни

Терминология

Различают:

  • Свободная.
  • Машинная.
  • Штамповка.

Изделия и полуфабрикаты, получаемые ковкой, называют «поковка». При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа. При деформации он приобретает форму этой полости (см. Штампование, Ротационная ковка). При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны. При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют ручником, кувалдой или молотом.

Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла. При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.

Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2 — 200 МН (200 — 20 000 тс), а также на ковочных машинах. Изготовляют поковки массой 100 тонн и более. Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 тонн, кантователи и специальные манипуляторы.

Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей. В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка. При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.

Основные операции ковки

  • Наметка
  • Осадка
  • Высадка — кузнечная операция, заключающаяся в деформации заготовки частичной осадкой с целью создания местных утолщений за счёт уменьшения длины заготовки.
  • Штамповка
  • Отрубка
  • Вырубка
  • Разрубка
  • Протяжка (вытяжка)
  • Обжимка
  • Подкатка
  • Раскатка
  • Рагонка
  • Правка
  • Обкатка (биллетировка)
  • Правка
  • Гибка (загиб)
  • Скручивание (торсирование)
  • Клёпка
  • Прошивка
  • Пробивка
  • Кузнечная сварка
  • и другие

Ковка железа и стали по технологии конца XIX века

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

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

В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую.

Инструменты

Виды ковки

Ковка лошадей

Ковка лошади — прикрепление к её копытам подков, защищающих копыта от повреждений[1]. Ковку лошади выполняет коваль — кузнец, имеющий познания в ветеринарной ортопедии и обладающий навыками обращения с лошадью.

Художественная ковка

Основная статья: Художественная ковка

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

 
Образцы художественной ковки

Изготовление кованых изделий

Основная статья: Кованые изделия

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

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

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

История ковки

Ковка (меди, самородного железа) служила одним из основных способов обработки металла:

  • холодная, затем горячая ковка в Иране, Месопотамии, Египте — 4-3 тыс. до н. э.
  • холодная ковка у индейцев Северной и Южной Америки — до XVI в. н. э.

Древние металлурги Европы, Азии и Африки ковали сыродутное железо, медь, серебро и золото. Кузнецы пользовались особым почетом у народов древности, их искусство окружалось легендами и суевериями.

В Средние века кузнечное дело достигло высокого уровня: вручную отковывались ручное и огнестрельное оружие, инструменты, детали сельскохозяйственных орудий, дверей и сундуков, решетки, светильники, замки, часы и другие изделия всевозможных форм и размеров, часто с тончайшими деталями; кованые изделия украшались насечкой, просечным или рельефным узором, расплющенными в тончайший слой листами сусального золота и бронзовой потали.

В XIX в. ручная художественная ковка была вытеснена штамповкой и литьём, интерес к ней возродился в XX в. (работы Ф. Кюна в ГДР, И. С. Ефимова, В. П. Смирнова в СССР; оформление общественных интерьеров в Таллине, Каунасе и др.).

С наступлением эпохи персональных компьютеров производство сложных и уникальных кованых изделий, как правило, сопровождается компьютерным трёхмерным имитационным моделированием. Эта точная и относительно быстрая технология позволяет накопить все необходимые знания, оборудование и полуфабрикаты для будущего кованого изделия до начала производства[источник не указан 2705 дней]. Компьютерное 3D моделирование теперь не редкость даже для небольших компаний[источник не указан 2705 дней].

Известные памятники художественной ковки

Кованые фонари, ограды, решётки, ворота следующих дворцовых и городских ансамблей:

Центры кузнечного ремесла

Исследователи технологии ковки

  • П. П. Аносов в 1831 впервые применил микроскоп для изучения структуры металлов
  • Д. К. Чернов в 1868 научно обосновал режимы ковки
  • Советские учёные Н. С. Курнаков, К. Ф. Грачев, С. И. Губкин, К. Ф. Неймайер и др.

Примечания

  1. Ковка // Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф. Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.] : Тип. т-ва И. Д. Сытина, 1911—1915.

Литература

Ссылки