Кування металів

Металургія

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ШУЙСЬКИЙ державний педагогічний університет

КАФЕДРА ТЕХНОЛОГІЇ

Курсова робота

ТЕМА: «ХУДОЖНЯ КОВКА МЕТАЛІВ» .

ВИКОНАВ: СТУДЕНТ 4к. 4гр.

МТФ-ФТО Кочетков А.Ю.

НАУКОВИЙ РУКОВВОДІТЕЛЬ:

____________________________

Шуя 2004.

План.

З історії художнього кування металу.

Метал, що використовується для ковки.

Інструменти і пристосування.

Термічна обробка сталі і кольорових металів.

Хіміко-термічна обробка сталі.

Техніка безпеки при ковальських роботах.

З історії художньої ковки металу.

Здавна російські ковалі (з VI-VIII століть н.е.) володіли всіма прийомамивільного кування, ковальського зварювання, горновий пайки міді, уміли вироблятитермічну обробку виробів.

При тому рівні техніки від майстра було потрібно багато вміння, навички,досвіду в поводженні з металом. Розрізнити, наприклад, сорти сталі можна булотільки за кольором і характеру іскри або зламу, а ступінь нагріву при куванні,гарт і зварювання - за кольором розжареного металу (розжареного) на око; протемпературі відпустки стали майстер судив за кольорами мінливості і т.д.

Цікаво, що давньоруські ковалі з великим мистецтвом вироблялине тільки прикраси до костюмів - пряжки, персні, застібки, браслети,підвіски, намиста, оплечья або прикраси кінської збруї, але і петлі наскриньки і скрині, оковки для них, дверні замки, мечі, шоломи, кольчуги,бойові сокири, всіляку побутове начиння, і дуже багато іншихзалізних кованих виробів.

Прийоми вільного кування, відомі з давніх часів, збереглися і донаших днів. Ковальська зварювання була в основі виготовлення холодної зброї збагатошарової сталі. Її ще називають зварювальним булатом. Великих успіхівдомоглися майстри з Дамаску. Дамаської сталлю стала називатися багатошаровазварювальний сталь.

За часів могутності Київської Русі ковалі беруть активну участьв будівництві Новгородських, Київських і Псковських величних соборів.
Майстри ковальської справи кують не тільки пояси для стягання стін, склепінь,арок, а й високохудожні решітки для вікон, парадні ворота, двері знакладними квітами, плетеними ручками-Стукалов, встановлюють на вершинахкуполів соборів "розквітлі" візерункові хрести.

У XVII ст. багато ковальські майстри переходять на виготовлення великих імалих огорож для палацово-паркових ансамблів. Старі російські ковалі нетільки мали знання технології кування досконало, але і славилисявисоким художнім смаком.

Грати та огорожі, створені ними, чудово виглядали на будь-якому фоні,були виразні в архітектурному оточенні, у близькому розгляді і навідстані. Їх краса полягала у відповідності художніх елементіві їх ритмічності. Зовнішність старих московських вулиць і провулків простонеповторний.

Оригінальність пояснюється присутністю легких кованих мережив набалконах будинків, на огорожах парків, скверів, церков. Майстри класицизмувеликі архітектори та будівничі Бова, Жилярді, Баженов, Казаков любиливикористовувати кований метал при проектуванні і створенні архітектурнихансамблів.

Дуже оригінальні огорожі, виконані в стилі російського бароко,який був популярний у другій половині XVIII ст. Грайливий кований візерунок,виконаний з використанням рослинних мотивів, контрастує з потужнимикам'яними стовпами. Симетричний малюнок, складений з серцеподібнівигинів стебел, званих майстрами "червонкамі", характерний для російськоїдекоративного мистецтва XVII-XIX ст. С.-Петербург - північна столиця Росії
- Завжди славився своїми гратами мостів і набережних, парків і палаців.
Решітка Літнього саду з боку Неви визнана кращою з декоративних огорожу світі. Авторами цього дивно гармонійного, легкого металевогомережива з копій, ліпних розеток і витягнутих прямокутників єросійські архітектори Фельтен і Єгоров. Виковано ця решітка, до речі сказати,тульськими майстрами.

Наприкінці XIX - початку XX ст. в Москві, С.-Петербурзі, Одесі та іншихмістах найбільше число грат і огорож виконано в стилі модерн.
Асиметрія кованих звиваються стебел створює якийсь текучий орнаментз зливаються і переплітаються дивовижних рослин. Часто малюнок зрешіток органічно переходить на стіну будинку і далі в камені або гіпсірозвивається по фасаду, що закінчується потужними вовками на карнизі будинку абопарапеті даху.

З розвитком прокатного і ковальсько-штампованого виробництв поступовов архітектурі все рідше став застосуватися декоративний кований метал. Йогозамінюють зварні конструкції з прокатних профілів круглого, квадратного іпрямокутного перерізу.

Художня ковка стала спрощуватися, все менше залишилося справжніхмайстрів, які вміють відкувати огорожу, реставрувати чи полагодити старовиннуграти.

Тому відродження цього виду ремесла має величезне значення длясучасного декоративно-прикладного мистецтва.

Метал, що використовується для ковки.

У ковальському ремеслі доводиться мати справу з різними сплавами, кольоровимиметалами, з сталями різних марок. Для нагрівання до температури кувальнийоднакових за розмірами заготовок, але різних типів металу потрібно спалитирізну кількість палива.

Теплопровідність металу - це швидкість нагріву заготовки по перетину. Чимменше теплопровідність металу, тим більше небезпека утворення тріщинпри нагріванні. Наприклад, теплопровідність сталей, особливо легованих, вп'ять разів менше теплопровідності міді і алюмінію. З теплоємністю пов'язанийвитрата палива для нагріву заготовки до потрібної температури. Найбільшутеплоємність має стати при температурі 800-1100 ° С. Отже чим вищетеплоємність металу, тим більше витрачається палива. Для ковальських робітзастосовуються ковкі і пластичні метали та сплави. З чорних металів цимиякостями володіють деякі сталі - сплав заліза з вуглецем. Узалежно від кількості вмісту вуглецю стали розрізняються якнизьковуглецевих (до 0,25% вуглецю), середні (0,25-0,6%) івисоковуглецеві (0,6-2%). Збільшення вмісту вуглецю збільшуєтвердість сталі, але зменшує Ковкість і теплопровідність. За своїмбудові сталь представляє із себе тіло, утворене з кристалічнихзерен, зв'язаних між собою силою межкрісталліческого зчеплення. У сплавстали обов'язковими компонентами є залізо, вуглець, кремній, сірка,марганець, фосфор. При вмісті вуглецю до 0,1% сталь м'яка, добрекується, зварюється ковальським способом, не беручи гарту. Таку сталь впрактиці називають залізом. Сталь, яка відповідає всім вимогамхудожньої ковки, містить від 0,1 до 0,3% вуглецю і до 1% іншихдомішок. Така сталь називається виробні.

Сталь середньої твердості містить вуглецю від 0,08 до 0,85%. Вона добрекується при належному нагріванні, добре гартувати, але погано зварюється.

При вмісті вуглецю від 0,6 до 1,35% сталь вважаєтьсявисоковуглецевої (інструментальної). Кується досить важко, вимагаєдуже вмілого проведення нагріву і самої кування за певнихтемпературах.
Таблиця 1

При витрачанні стали в першу чергу відрубують незабарвлений кінець,кінець з клеймом витрачається в останню чергу. Але часто ковалядоводиться мати справу з уже побував в обробці металом або заготовкизагубили клеймо. Як визначити марку сталі? Виявляється, є способивизначення марки металу в умовах своїй майстерні.

Різні стали мають характерні їм іскри. При тому, що стосується зразка зобертається наждачним каменем відбувається іскріння. У майстерні необхідномати набір зразків різних марок сталі з клеймами, який можеслужити еталоном при визначенні марки стали по іскрі. Цей спосіб даєможливість визначити кількість вуглецю в сталі до 0,2% і чи є в нійвольфрам і хром. Іскри добре видно на чорному тлі, що рекомендуєтьсяпідкладати під пучок іскор. Розташувати зразок щодо обертовогодиска при випробуванні треба так, щоб пучок іскор був завдовжки приблизно 30 смперпендикулярно лінії зору.

Очі необхідно захистити очками.

Довжина іскри залежить від сили натискання на обертовий диск і, сталобути, домогтися однакової довжини іскри можна, визначивши ступінь ірівномірність натискання і її зберігати під час випробувань. Нерівномірнийтиск зразка на круг може дати спотворений результат. При утвореннііскри слід уважно спостерігати за довжиною іскри, її кількістю,забарвленням і характером зірочок (рис. 31).

Рис. 31. Визначення стали по іскрі

1) Якщо вміст вуглецю близько 0,12%, то іскра залишає слід прямоїлінії, що має світле і темно-червоне потовщення. Пучок довгий і світлий.

2) Якщо вміст вуглецю 0,5%, пучок коротше, також світлий, але відперший потовщення починають відділятися зірочки.

3) Інструментальна сталь із вмістом 1% вуглецю дає короткий іширокий віяло червонуватих іскор, а від першого потовщення відділяється сніп іскор.

4) Характерним для марганцових сталей є утворення зірочок накінцях перший потовщення. Вид пучка залежить від вмісту вуглецю.

5) хромистої сталь дає довгий віяло іскор, іноді червонуватий з розривомі з відокремлюються зірочками - це дуже характерно.

6) Вольфрамова сталь дає переривчасту темно-червону іскру зі світлимпотовщенням на кінці.

7) Хромвольфрамовая сталь середньої твердості дає подвійну іскру: червонутовсту і довгу і темно-червону тонку та коротку.

8) Швидкорізальна сталь має такі ж іскри як у хромвольфрамовой сталі,але з розривом.

Як доповнення даної теми прошу ознайомитися з табл. 3.

Таблиця 3

Відомо, що не будь-сталь гартує. Це теж спосіб визначеннямарки сталі. Необхідно нагріти шматок стали почервоніння і швидко охолодити уводі. Якщо це маловуглецевої сталь, вона не загартувався і легко піддаєтьсянапильнику.

Таблиця 4

Таблиця температур нагрівання сталі і відповідні кольори
| Т ° С | Колір каління | Т ° С | Колір каління |
| 400 | дуже | 900 | червоний |
| | Темно-червоний | | |
| 500 | темно-червоний | 950 | яскраво-червоний |
| 550 | темно-вишневий | 1000 | лимонно-жовтий |
| 600 | середньо-вишневий | 1100 | світло-жовтий |
| 750 | вишнево-червоний | 1200 | жовто-білий |
| 800 | світло-вишневий | 1400 | яскраво-білий |
| 850 | світло-червоний | 1600 | сліпуче |
| | | | Біло-блакитний |

Інструменти і пристосування.

Інструменти, якими доводиться користуватися коваля, діляться по своємупризначенням на опорні, ударні, затискні, підкладні, що захоплюють,обмірні і допоміжні.

Опорні інструменти: основні ковадла, невеликі ковадла для дрібнихвиробів і шперакі.

підкладні інструменти.

підкладною інструмент поділяється на три групи:

I.Інструмент, що встановлюється на ковадло;

III. Парний інструмент.

Рис. 35. Підкладні інструменти: 1 - розкочування; 2 - Гладилка зциліндричної поверхнею; 3 - Гладилка з квадратною поверхнею; 4 --Гладилка з одностороннім прямокутної поверхнею; 5 - Гладилка ззбільшеною поверхнею; 6 - пробійника; 7 - фасонне зубило; 8 - зубило дляпоздовжньої рубки; 9 - зубило для поперечного рубки; 10 - конічнийпрошівень; 11 - циліндричний прошівень; 12 - слід робочих поверхоньгладілок 3, 4, 5.

До підкладному інструменту належить масивна плита зі сталі розміром
300x400 мм і висотою 150 - 200 мм, по чотирьох бічних гранях якої єпоглиблення різноманітної форми і висоти: напівкруглі, трикутні і т.д.
Ця плита застосовується при куванні різних фасонних елементів замістьподкладних штампів. На торцевих поверхнях цієї плити є наскрізнікруглі, квадратні і фасонні отвори різних розмірів, які служатьдля пробивання різноманітних отворів на виробах. У великих кузнях, девиготовляють садові огорожі, балконні решітки та інші великі вироби,повинна бути сталева або чавунна велика плита - правило - товщиною 50-200мм і в плані 1,5 x3 м з рівною, гладкою поверхнею. Вона встановлюється наспеціальних металевих тих козлів в центрі кузні. У цій плиті повинні бутинаскрізні отвори для встановлення штирів, болтів та інших різнихпристосувань для фасонної гнуття профілів, складання конструкцій та іншихтехнологічних операцій.

Весь підкладною інструмент I групи повинен мати рукоятки з дерева аботовстого дроту. Зауважимо, що рукоятки підкладного інструменту забиваютьу всадив головки і не розклинюється, щоб вібрація і удари через рукоятку НЕпередавалися на руку коваля. Дротяну рукоятку закручують навкологоловки в гарячому стані.

Зубило ковальське - для рубання заготовок у гарячому або холодному стані.
Головка зубила складається з трьох частин: опуклій поверхні, по якійнаносяться удари молотом, середньої частини з отвором - всадив для установкирукоятки; ножа - основної частини, яка прорубує метал. Для холодноїрубки кут заточки складає 60-70 °, для гарячої - 15-30 °. Виготовляютьзубило з високовуглецевих сталей У7, У8, легованих сталей 6ХС або 45;
50. Форма ножа зубила може бути прямою, що має кривизну в горизонтальнійплощині або в двох площинах. Зубило з прямим ножем використовують дляпоперечної рубки і поздовжньої. Ніж зубила для поперечного рубки розташованийпаралельно, а ніж зубила для поздовжнього рубки - перпендикулярно до осірукоятки.

Одностороння заточування зубила робиться в тому випадку, коли потрібноотримати виріб з прямим торцем, тобто без ухилу, якщо допускається ухилчи потрібно дати фаску, то застосовується зубило з двостороннім заточуванням. Зубилаз радісно ножем застосовуються для вирізки з листового металу різнихкриволінійних елементів типу квітів, листя і т.п. Зубила з фасонним боємзастосовуються для вирубки з вигнутих заготовок криволінійних контурів. Узалежно від розмірів виробів і вирубуються малюнків необхідно підбиратипотрібне за розміром зубило. Малюнок орнаменту на поковки наноситься зубилом зпритупленою ріжучої кромкою. При роботі зубилом під заготівлю підкладаютьпрокладку із залізного або мідного листа, що охороняє лицьову частинуковадла від пошкодження, а лезо ножа від затупленія. Відрубувати заготовкиможна на незагартована майданчику ковадла, тобто близько конічного роги.
Слід пам'ятати, що перші й останні удари по зубилу наносять слабкі.
Перші - щоб зубило плавно врізалося в заготовку, а останні - щобвідрубує частина не відлетіла і не поранила кого-небудь.

пробійника використовуються для пробивання отворів, поглиблень в Кування йлистових заготовках. Пробійника складається з трьох частин. Удар наноситься поверхній частині пробійника - голівці; середня частина пробійника з отвором --всадив для рукоятки, робоча частина називається борідкою. Самі борідкиробляться конусними, що полегшує їх вихід з форми при виготовленні тадозволяє отримувати отвори різного діаметру або розміру в залежностівід глибини пробою в метал.

пробійника виготовляють із сталі 40, 45, У7, 6ХС з твердістю робочоїчастині 45-50 HRC на довжині 30 мм і твердістю верхній частині головки 30-40
HRC.

Для пробивання отворів у товстих кованих виробах застосовують прошивки іспеціальні пуансони, які, на відміну від пробійника, не мають рукояток,а утримуються кліщами. У головках молотків і кувалд отвори маютьовальну форму, мають двосторонню конусна, яка утворюється припробивці отворів за допомогою овально-конічних прошивний. Спочаткуотвір продавлюють з одного боку заготовки, а потім перевертають на
180 ° і прошивають отвір з іншого боку. Подібним чином прошиваютьовальні циліндричні отвори у головках підкладного інструменту --пробійникаах, гладилкою, розкочування та ін

З ковальського досвіду відомо, що для забезпечення вилучення прошивні зпробивати отвори в заздалегідь позначений поглиблення насипаютьтрохи дрібного вугілля і що виникають при прошиб гази як би виштовхуютьінструмент.

Гладилки призначені для вирівнювання шорсткостей на поверхніпоковки після обробки її молотом. Гладилки мають плоскі і напівкруглуробочу поверхню різних форм і розмірів. Великі площинивирівнюють гладилкою з квадратною робочою поверхнею розміром 100х100мм, а для невеликих площ беруть рівнялки розміром 50x50 мм або зпрямокутної поверхнею. Гладилки з циліндричної поверхнеюзастосовують при випрасовування гантелей і радісних поверхонь, підбираючивідповідний розмір. Матеріал гладілок сталь 40, 45, 50. Твердістьповерхні 40-50 HRC, а твердість верхній частині головки 30-40 HRC.

розкочування (надавкі) призначені для прискорення роздавлювання металууздовж або поперек осі, а також для вибивання циліндричних пазів назаготовках.

підкладною інструмент II групи (рис. 36) має хвостовик квадратногоперетину, який вставляється у відповідне гніздо ковадла.

Ріс.36. Підкладною інструмент другої групи: 3, 4, 5 - спеціальнийінструмент; 2 - конус; 6 - вилка; 7 - підсікання

підсічки використовують для рубання заготовок або отрубкі її частин за допомогоюручників. Коваль заготівлю накладає на ніж підсічки і, б'ючи по нійручником, відрубує необхідну частину, але не до кінця, щоб не зіпсуватилезо підсічки. Тому проводять глибоку подрубку заготовки, аостаточно розділяють частини заготовки на краю ковадла легким ударомручника. Матеріал підсічки сталь 50 з твердістю робочої поверхні 50-55
HRC. Лезо заточується під кутом 60 °.

Конусні облямовування призначені для розширення отвори в поковки,роздачі кілець і виконання гибочних операцій.

Вилки призначені для гнуття та завивки заготовок.

Відправки - для кування ухилів, згинання та ковальського зварювання ланок ланцюга.

Парний підкладною інструмент III групи (рис. 37).

Рис. 37. Підкладною інструмент третьої групи: а - обжимки: 1 --шестигранні; 2 - циліндричні; 3 - квадратні; 4 - подбойка; б --гвоздильні; в - ковальські форми

Призначений для підвищення продуктивності праці ковалів і поліпшенняформ поковок. Інструмент складається з ніжняка (нижнього інструменту), якийхвостовиком квадратного перетину вставляється в квадратний отвірковадла, і Верхняки (верхньої частини інструменту), що має рукоятку длятримання.

До цієї групи відносяться парні обжимки, для надання попередньовикував заготівлі правильної циліндричної, прямокутної абобагатогранної форми, і подбойкі, призначені для розплющування (роздачі)металу як поздовжнього, так і поперечного. Для роботи використовуютьсяподбойкі різних радіусів робочої частини від 8 до 30 мм. Спеціальніхудожні роботи виконуються за допомогою обжімок - штампів складних формрельєфів. Матеріал обжімок, подбоек і штампів стали 45, 50, У7. Твердістьробочих частин 45-50 HRC, а верхній вдаряє частині - 30-40 HRC.

гвоздильні з шапинкових молотками призначена для висадки головокрізної величини і форми цвяхів, болтів і заклепок. Сама гвоздильніявляє собою окрему форму з ручкою або спеціальну плиту зотворами. Для додання головці цвяха, болта або заклепки потрібної форми
(сфери, призми, шестикутника і т.д.) застосовують шапинкових молотки.
Гвоздильні виготовляють куванням із сталей 45, У7, У7А і термообрабативают натвердість 45-50 HRC.

Захоплюючі інструменти (рис. 38).

Рис. 38. Види ковальських кліщів: 1 - рукоятка; 2 - затискні кільце
(шпандирь); 3 - заклепки; 4 - губки; 5 - заготівля; 6 - поздовжньо -циліндричні; 7 - поздовжньо-прямокутні; 8 - поперечно-прямокутні; 9
- Вугільні; 10 - кільцеві; 11 - до сокир; 12 - таврові; 13 - длязахоплення циліндра зсередини; 14 - Пруткова-поперечні

До цього класу належать різного виду кліщі. Вони призначаються длявиймання нагрітих заготовок з горна й утримування їх під час кування.
Кліщі складаються з двох рицина, з'єднаних заклепкою; головна частинакліщів з губками призначена для захоплення заготовки, задня частина єрукояткою. За формою губок кліщі поділяються на поздовжні, поперечні,поздовжньо-поперечні і спеціальні. Ковальські кліщі повинні бути поможливості легкими з пружними рукоятками, а для надійності під часроботи рукоятки кліщів стягуються спеціальним кільцем - шпандирем. Довжинаковальських кліщів складає 300-1500 мм, матеріал - сталь 15, 20, 25.
Заготівля повинна бути щільно захопленої кліщами. Але якщо цього невідбувається, необхідно підігнати губки за формою. Для цього губки кліщівнагрівають у горні, затиснувши ними заготовку, і обжимають їх ударами ручника абомолота. Кліщі, добре підігнані, значно підвищують продуктивністьпраці і знижують травматизм.

Затискні інструменти (рис. 39) призначені для затиску нагрітих іхолодних заготовок перед гнучкою, осадкою, висадкою і іншими операціями.

Рис. 39. Стулова лещата: 1 - нерухома губка; 2 - кріпильна планка; 3 --нижній стрижень; 4 - шарнір; 5 - рукоятка; 6 - пружина; 7 - рухомагубка.

Це - різні струбцини, Стулова лещата. Кріпляться тиски потужнимишурупами, болтами або заклепками до основної опори слюсарного верстата абона окремому стільці - пні, надійно закріпленому до підлоги. Верхній рівеньгубок знаходиться на висоті 900-100 мм від підлоги. Для збільшення жорсткостікріплення нижній стрижень кріпиться до стільця або стійці. Губки Стуловалещат відлилися з сталей 35Л, 45Л або отковиваются зі сталей 20, 25.

Контрольно-вимірювальні прилади (рис. 40) необхідні для вимірузаготовок і поковок як в процесі кування, так і після закінчення обробки іохолодження.

Ріс.40.Контрольно-вимірювальні інструменти: I-штангенциркуль: 1, 2 --малі губки для вимірювання внутрішніх розмірів; 3 - стопорний гвинт; 4 --рухома рамка; 5 - глибиномір; 6 - ноніусная шкала; 7 - рухома губка; 8
- Нерухома губка; II - циркули: 9, 10 - нутромери; 11 - кронціркулі

Універсальний міряльний інструмент - сталева лінійка для вимірюваннялінійних розмірів. Застосовуються різні лінійки 250, 500, 1000 мм;сталевий металевий метр застосовується для тих самих цілей, що і лінійка, аледля компактності він складається з окремих ланок, з'єднаних шарнірно.
Точність вимірювання такої лінійкою і метром складає 0,5 мм.

Штангенциркуль призначений для лінійних вимірів, як зовнішніх, так івнутрішніх, і вимірювання діаметрів заготовок і поковок з допомогою малих губокі використання глибиноміри 5. Точність вимірювання штангенциркулемстановить 0,1 мм. Десяті частки міліметра визначаються за допомогою шкалиноніусом 6.

Кутоміри і кутники призначені для вимірювання кутових розмірів. Широковикористовуються в ковальському справі кутники з постійними кутами 30, 60, 90 °.

Кронціркулі і нутромери служать для вимірювання зовнішнього та внутрішньоговідстані.

дворога ковадло.

Сучасні ковадла виготовляють зі сталі 45Л методом лиття. Найбільшзручна і універсальна в роботі дворога ковадло (рис. 32).

Рис. 32. Ковадло дворога: 1 - особа ковадла; 2 - квадратнеотвір; 3 - хвіст; 4 - скоби; 5-підставка; 6 - лапи; 7 - конічний ріг; 8
- Незагартована майданчик; 9 - круглі отвори

Верхня горизонтальна площина 1 називається особою, або наличником, наній виконуються всі основні ковальські роботи. Поверхня особитермообрабативается до твердості 45-50 HRC і шліфується. Бічні граніковадла повинні утворювати з лицьовою поверхнею кут 90 °, а реброповинно бути досить гострим і не мати відколів і замінов. На ребрі проводятьгнучкий виріб, роздачу матеріалу, а також інші допоміжні операції.

Конічний ріг 7 призначений для згинання смуг і прутків, а також розкочуванняі зварювання кільцевих заготовок. У деяких типах наковален єпроміжна прямокутна майданчик 8 між рогом і особою, яка незагартована і призначена для рубки на ній заготовок.

З протилежного боку від роги розташований хвіст 3, що представляєсобою консольну прямокутну піраміду, він призначений для гнуття та редагуваннязамкнутих прямокутних заготовок. У хвості є квадратний отвір 2розміром 35x35 мм, що використовується для встановлення підкладногоінструмента (ніжняков) і інших пристосувань. Близько конічного рогирозташовується круглий отвір Д15 мм. У деяких типах наковаленробляться два круглих отвори різних діаметрів. Знизу у ковадла єлапи 6, за які вона кріпиться спеціальними скобами 4 до опецьку - стільця 5або металевий підставці. Як стільця зазвичай використовують масивнийдерев'яний колода або пень від дуба, клена або берези діаметром 500-600 мм.
Можна набирати стілець і з окремих частин, стягуючи їх залізними обручами.
Коли немає можливості підібрати необхідний колода, то можна використовуватиметалеву або дерев'яну бочку, всередину якої набивають пісок, глину,землю, добре утрамбовують, а зверху кладуть дерев'яну прокладку і на неївстановлюють ковадло.

Велику увагу слід приділити установці стільця, він повинен стоятивертикально і не вібрувати під час роботи. Стілець закопують на глибину неменше 0,5 м, а землю довкола нього добре утрамбовують. Верхній торець стільцяможна закрити покрівельним залізом, що захистить його від обгорання припопаданні окалини або гарячих обрубків заготовки. Висота стільця залежить відзростання коваля і становить 600-700 мм від рівня підлоги, а точніше - маєдоходити до кінчиків злегка зігнутих пальців стоїть коваля.

При легкому ударі по хорошей ковадлі лунає високий, чистий звук, амолоток при ударі відскакує від неї з дзвоном.

Ковадла-шперакі.

Для дрібних робіт ковалі застосовують ковадла невеликих розмірів і масиабо спеціальні ковадла-шперакі (рис. 33), які встановлюютьчотиригранним хвостовиком в квадратний отвір основний ковадла.
Деякі шперакі мають видовжену вертикальну стійку і забиваютьсязагостреним кінцем в дерев'яну колоду або землю. Виготовляють шперакіметодом ковки з вуглецевої сталі 45-50 з подальшим гартом робочоїповерхні до твердості 40-47 HRC.

Рис. 33. Шперакі: 1 - вставляється в ковадло (низький); 2 - вставляютьсяв землю (високий)

Ударний інструмент.

До ударних інструментів відносяться молотки: ручники, бойові молоти ікувалди. Ручник - основний інструмент коваля, за допомогою його він куєневеликі вироби. Коваля, що працює без помічників, називали
"одноруких", що плекає в одну руку. Ручники мають масу 0,5-2 кг, але бувають ідо 4-5 кг (рис. 34).

Рис. 34. Ручники та молоти: 1 - ручник з подовжнім задком; 2 - ручник зпоперечним задком; 3 - ручник з кулястим задком; 4 - молот зодностороннім клиновидним задком; 5 - молот з поперечним двостороннімзадком; 6 - молот з подовжнім двостороннім задком; 7 - кувалда; 8 - клинзаершенний

Для управління процесом кування при роботі з молотобійця ковалізастосовували ручники з легкої головкою, кулястої формою задка. Для ковкивиробів ковалі застосовують ручники з важкою головкою з клиновиднимподовжнім і поперечним задком. Ця форма досить універсальна, тому щокрім роботи бойком ковалі працюють і задком - розганяючи метал. Головкиручників виковують з вуглецевих і легованих сталей (сталі 45, 50,
40Х), бій і задок термічно обробляють до твердості 48-52 HRC. Рукояткироблять з тонкошарових порід дерева: граба, кизилу, клена, берези, ясена,горобини довжиною 350-600 мм. Рукоятка повинна бути без тріщин і задирок,зручно лежати в руці.

Бойові молотки - важкі дворучні молоти масою 10-12 кг. Головки бойовихмолотків бувають трьох типів: з одностороннім задком, з двостороннімподовжнім і поперечним задком. Бій молотка призначений для основноїкування, а верхній клиновидний задок для розгону металу вздовж і впоперекзаготовки. Головка молота кується зі сталі 45, 50, 40Х, У7, твердість бою ізадка 48-52 HRC на глибину 20-30 мм. Рукоятка молота виготовляється з тихже порід дерева, що і ручника, довжина рукоятки підбирається в залежності відзростання молотобійця і маси головки молота і дорівнює 70-95 см.

Робота коваля з молотобійця (одним або двома) проводиться за куваннівеликих виробів і називають коваля "двурукім" або "трехрукім".

Кувалда - важкий молот до 16 кг з плоскими бойками застосовується приважких ковальських роботах, де потрібна велика ударна сила. Ударніінструменти мають бути максимально надійні. Особлива увага приділяєтьсякріплення рукоятки з головкою. Отвір у голівці молота - всадив, кудивставляється рукоятка, повинні бути елліпсовіднимі форми і мати ухил відсередини до бічних гранях 1:10. Це забезпечує надійне її кріпленняпісля забивання клину і полегшує насадженні головки на рукоятку. Практикапоказала, що самі надійні - металеві "заершенние" клини, яківходять на глибину, що дорівнює 2/3 ширини головки молота; забивати клин слідпохило до вертикальної осі. Це дозволяє розпирати деревину в двохплощинах.

Удари бойовими молотами підрозділяються на три види: ліктьові або легені,плечові або середні, навісні - сильні, коли молот описує в повітріповне коло. Такими сильними навісними ударами молотобійці працюють прикуванні великої маси металу і ковальської зварюванні масивних частин.

Сурми.

Сталь кують в нагрітому стані; тільки розігрітий метал стаєпластичним і легко піддається деформації. Існує певний інтервалтемператур початку та кінця ковки для кожного сорту сталі (див. табл. 1).

У середньому цей інтервал складає 1100-1300 ° С для початку ковки та 800 -
900 ° С для кінця ковки. Чим більше в сталі вуглецю, тим нижче температурапочатку ковки.

Для нагрівання металу можна користуватися різними нагрівальнимипристроями. Найдавнішим і найпростішим із них є ковальський горн.
Сурми підрозділяються на переносні та стаціонарні, відкритого та закритоготипу - в залежності від конструкції.

Найпростіші горна.

Для ручного кування найбільш прийнятні горна відкритого типу, що дозволяютьнагрівати і короткі та довгі поковки в будь-якої їх частини (в тому числі ісередньої). Вони прості в обслуговуванні і зручні в роботі, швидко нагріваються.
Для розпалювання холодного горна горновий гніздо очищають від золи та шлаку,продувають фурм, насипають невеликий шар вугілля, залишаючи отвори фурмивільними, потім запалюють деревну стружку або ганчірки змоченігасом, зверху засипають другий шар вугілля і дають слабке дуття. Коливугілля розгориться, додають ще вугілля і поступово збільшують дуття. Угорні, завдяки спікання вугілля, утворюється тверда кірка, під якоюрозвивається висока температура. Заготівлю або її кінець закопують в гарячівугілля і засипають свіжим вугіллям. Спеченого звід з твердої кірки повинен бутизавжди цілим; для цього необхідно час від часу підгортати свіжий вугіллявід країв до центру горновому гнізда й злегка кропити його водою. Якщо підкіркою порожнину стає занадто великий, кірку ламають, підгортають свіжийвугілля, і незабаром утворюється нове зведення. Заготівлю періодично повертають,а також регулюють подачу повітря, підтримуючи злегка закіптюжений інейтральне полум'я. При високому дуття (надлишок повітря) полум'я стаєгострим, що викликає місцевий перегрів і розплавлення кромок металу, і до тогож кисень надлишкового повітря вступає в з'єднання з металом і утворюєоксиди заліза, тобто окалину.

Окалина шкідлива, оскільки вона призводить до втрат металу (чад); крімтого, знижується якість заготовки і утруднюється подальша її обробкарізанням. Заготівлю нагрівати треба якомога швидше, тому що чим довшепоковка знаходиться в горні, тим більше можливий її перегрів, тобто надмірнийзростання зерен, який погіршує механічні властивості заготовки. Більшетривалий нагрівання заготовки може призвести до перепал, тобто оплавленнямеж зерен і втрати зв'язку між ними. Така заготівля розбивається приударі на частини.

На рис. 43 показані дуже прості конструкції горна.

Рис. 43. Найпростіші горна: 1, 6 - цегла; 2 - заготовка; 3 - вугілля; 4 --решітка колосниковий; 5 - патрубок; 7 - паяльна лампа

Горн можна зробити прямо на землі, використовуючи паяльну лампу, пилосос аборучний вентилятор. Пристрій такого горна: поставити три цегли на торець,на них кладеться колосниковий грати, а на неї встановлюється грубка зчотирьох цеглин, до якої засипається вугілля. Паяльна лампа з патрубкомрозташовується знизу. Горн розпалюють і можна нагрівати заготовку.

Існує ще більш проста конструкція горна. Спочатку треба виритиневелику ямку і в неї поставити паяльну лампу. Поруч складають грубкуз вогнетривкої цегли. У щілину между цеглою закладають невеликізаготовки. Встановивши вентилятор з ручним приводом у ямці, а колосниковуграти виставивши на рівні землі, можна прогрівати метал і куватиневеликі вироби.

Переносні горна.

Легкий переносний горн з використанням побутового пилососа показано на рис.
44.

Рис. 44. Переносний горн і Фурма (угорі): 1 - постамент; 2 - Фурма; 3 --зольник; 4 - шланг; 5 - пилосос; 6 - колосниковий решетка; 7 - корпус фурми;
8 - патрубок; 9 - донна кришка; 10 - замикає планка

З куточків зварений постамент горна, стіл горна викладений вогнетривкимцеглою. На верхні горизонтальні куточки кладеться Фурма. На висоті 15 смвід заснування до зольника приварюється патрубок з внутрішнім діаметром 30мм, в який вставляється кінець шланга пилососа. Необхідно мати на увазі,що шланг повинен бути вставлений у верхнє гніздо пилососа, що працює навикид повітря з пилососа, а нижню чашку пилососа (під пилозбірником)знімають і в такому вигляді пилосос встановлюють на підставку.

У сільських кузнях соплом часто служить стара чавунна втулка дляколіс. Для довговічності такого горна краю фурми рекомендується замазатиглиною з піском.

Взагалі, переносний горн - це суцільнометалева або збірно-розбірнаконструкція, пристосована для нагріву заготовки невеликого розміру вумовах будівельних майданчиків, в альптабір, за містом. Переносний горнскладається з цельносваренной металевої рами, на верху якої кріпитьсястіл з вогнищем і вентилятором для нагнітання повітря. Вентилятор приводитьсяв рух за допомогою ножний педалі через кривошипний механізм, маховик таремінну передачу.

На рис. 45 показані американські переносні горна. Закритий горн маєручний привід на вентилятор через мультиплікатор, що значно підвищуєчастоту обертання крильчатки. Конструкція горна має невелику ковадло іРучка має подвійне призначення. Цей горн з електричним приводом.

Рис. 45. Американські переносні горни: I - з ручним приводомвентилятора: 1 - рукоятка; II - з електричним приводом: 2 - електричнийпривід; 3 - парасолька, що переміщається по вертикалі.

Стаціонарні горна.

Для розміщення вогнища і розігрівається заготовок необхідний постамент абойого ще називають стіл-лежанка. Це основа стаціонарного горна. Постаментзазвичай встановлюють у середині задньої стіни кузні і його висота залежитьвід зростання коваля. Для зручності перенесення заготовки з горна на ковадло іназад висота постаменту повинні бути приблизно 700-800 мм, а площагоризонтальній поверхні столу зазвичай дорівнює 1x1, 5 або 1,5 x2 м.

Постамент горна повинен бути литим, звареним або викладатися з цегли,пиляного каменя або залізобетону у вигляді ящика, стінки якого складені зколод, дощок, цегли або каменю, а нутро заповнюється битим дрібнимкаменем, піском, глиною або горілої землею. Горизонтальна верхня частинастолу повинна бути викладена чавунними плитами або вогнетривким цеглою.
Горновий гніздо (вогнище) може розташовуватися як у центрі, так і в задній абобічної стінки горна. Вогнище зазвичай