Ковка металла своими руками

Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками – дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.

1. Ковка металла
   • Горячая ковка
   • Холодная ковка
2. Металл для ковки
3. Инструмент для ковки металла
   • Инструмент для горячей ковки
   • Инструмент для холодной ковки
4. Ковка металла своими руками
   • Холодная ковка металла своими руками
   • Холодная ковка своими руками: видео-урок
   • Горячая ковка металла своими руками
   • Горячая ковка металла: видео-урок

 

Ковка металла

 

Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера. Фактически существует два вида ковки – холодная и горячая. Выполняя ручную ковку металла необходимо разбираться в обоих видах ковки, так как каждый обладает своими преимуществами и недостатками.

 

Горячая ковка

В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.

Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности. Еще одним фактором, который может существенно повлиять на выбор вида ковки, являются специфические знания по температурным режимам для ковки металла.

 

Холодная ковка

В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.

Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.

В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов. Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.

 

Металл для ковки

 

Ручная ковка металла – достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.

Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.

Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.

Несмотря на то, что самый ковкий металл – это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %. А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.

Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.

Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5  до 6 мм, круглые трубы 1/2", 3/4", 1", профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.

 

Инструмент для ковки металла

 

Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.

           

Инструмент для горячей ковки

 

• Горн. Без него в горячей ковке никак не обойтись. Ведь именно в нем заготовка может нагреваться до температуры 1400 °C. В большинстве своем горн представляет собой печь, рассчитанную на высокие температуры и с поддувом.
• Наковальня. Этот инструмент является опорой, на которой выполняется ковка. Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.

• Шпераки. При выполнении различной художественной и декоративной ковки используются именно шпераки. Они имеют множество различных видов, и каждый мастер может изготавливать их под себя. Общей чертой любого шперака является то, что они вставляются в квадратное отверстие наковальни или закрепляются в деревянное бревно. На фото ниже приведены наиболее распространенные шпераки.

• Кувалда и Ручник. Это основной инструмент кузнеца. Кувалда весит от 4 до 8 кг и служит для нанесения сильных ударов. В зависимости от типа работ и толщины заготовки подбирается и вес кувалды. Ручник весит от 0,5 до 2 кг. Используется для придания окончательной формы изделию.
• Клещи. Горновые клещи второй по значимости инструмент. Без них невозможно удержать горячую заготовку для обработки. Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.

• Фасонные молотки. При выполнении художественной ковки требуется создавать загнутые заготовки или заготовки определенной формы. Для этого используются фасонные молотки. Они могут быть как нижними, на которых производится обработка, так и верхними. Вариантов фасонных молотков множество и у каждого мастера они свои. На фото ниже изображен основной вспомогательный инструмент.

Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка, двойной кронциркуль, кузнечный наугольник, шаблоны и калибры. Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.

 

Инструмент для холодной ковки

 

• Гнутик (фото ниже). Это базовый инструмент холодной ковки. Как следует из названия, он позволяет гнуть металлическую заготовку под определенным углом. В дополнение гнутик позволяет создавать дуговые элементы определенного радиуса.

• Улитка. Название говорит само за себя. При помощи улитки можно создавать различные спиралевидные декоративные элементы. Спираль выполняется под определенный шаблон, который при необходимости можно сменить на другой, с меньшим или большим радиусом.

• Фонарик. Этот станок предназначен для создания декоративного элемента с одноименным названием.

• Волна. Позволяет создавать волнообразные элементы. При протаскивании прута через этот станок на выходе получается красивая синусоидальная заготовка.

• Твистер. По принципу работы этот станок схож с Фонариком, но в отличие от него твистер лишь скручивает заготовку вдоль оси.

• Станок для колец. Как во всех предыдущих станках название говорит за себя.

Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.

Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.

Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки. На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.

 

Ковка металла своими руками

 

В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.

 

Холодная ковка металла своими руками

 

Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.

Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.

Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект. Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.

• Лапки. Этот элемент представляет собой раскатанный в какой-либо форме конец металлического прута. В эту группу входят так называемые Пики. Несмотря на заостренный конец, Пики изготавливаются по схожей технологии.

• Завитки. В эту группу входит несколько распространенных элементов: волюта, червонка и улитка. Волюта или Баранка представляет собой прут, концы которого загнуты в одну сторону. Червонка – прут, концы которого загнуты в разные стороны. Этот элемент иногда называют «долларом» из-за его схожести со знаком американской валюты. Запятая или Улитка – простой завиток, один конец которого загнут, а второй прямой.

• Кольца. Создается этот элемент довольно просто: на болванку станка накручивается прут круглого или квадратного сечения, в результате получается пружина, которую затем разрезают на отдельные кольца.

• Торсион. Этот элемент довольно легко узнать по винтовому скручиванию вдоль оси. Вариантов торсионов довольно много и одним из самых распространенных является такой элемент, как Фонарик, а также простой винтообразный прут для решетки или ограды.

Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки – гибка, закручивание, вытяжка.

Вытяжка – это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки – раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок  используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.

Гибка. Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.

Закручивание. Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.

Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе. Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.

 

Холодная ковка своими руками: видео-урок

 

Горячая ковка металла своими руками

 

По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.

По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки. Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки – завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.

Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.

Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке. В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.

Гибка. Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.

Закручивание. Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.

Такие технологии ковки как разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами. Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.

При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 – 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.

 

Горячая ковка металла: видео-урок

Ковка металла своими руками – дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.

Источник