Это нужно принять как должное: без овладения вначале элементарными, а затем и мастерскими приемами кузнеца и слесарных дел мастера индивидуальному мастеру никогда не стать настоящим художником. Даже при соответствующих задатках. Казалось бы, чего проще — накалил железку и молоти по ней молотком или кувалдой, авось чего и получится. Но не тут-то было. Ковка вообще, а художественная тем более, не терпит дилетантства ни по отношению к материалу, ни к самому ковочному инструменту. Слишком велик престиж уже созданных произведений из металла в технике ковки, исполненной талантливыми художниками по металлу разных стран и времен. Это, несомненно, должно вдохновлять современных мастеров на создание новых шедевров.

Ковщик — человек, имеющий власть над металлом. Это не просто кузнец, который, не умаляя его достоинств и способностей, умеет мастерски выковать из куска металла необходимые в хозяйстве предметы. Ковщик — это кузнец-художник, могущий из прутка или проволоки создать архитектурное украшение, а то и скульптурное произведение.

Но вначале даже самый известный покоритель металла все-таки прошел через овладение кузнечно-слесарным искусством. И от этого никуда не деться: другого пути нет. Спустя века остались все те же ковочные инструменты, те же металлы, предназначенные для ковки, в принципе, и те же методики, пусть и с какими-то индивидуальными стилями. А значит остается и необходимость в овладении азами кузнечного и слесарного дела.

Как отмечалось ранее в справочниках по ювелирному искусству, по чеканке, просечке и инкрустации, художественная обработка металла всеми известными методами сохраняет свой консервативный характер. Ибо никакое унифицирование, никакая штамповка, никакое поточное производство никогда не заменят индивидуальное творчество художника-ковщика. Никакой компьютер или лазер при всем их совершенстве не создадут того неповторимого штриха, нанесенного резцом на изделие, не повторят воплощенной в оригинальную отливку задумки художника-литейщика, не сделают таким выверенным и исполненным неповторимого шарма ковочный рисунок ажурной решетки или металлической скульптуры.

Ковка

Основной способ, с помощью которого достигается деформация ковких или пластичных металлов. Ковка бывает ручной и машинной. Нас интересует именно первый способ. Ударами ручника или кувалды достигается желаемая форма заготовки в холодном или разогретом состоянии (в зависимости от ее толщины). Различают свободную и штампованную ковку. Первая осуществляется произвольными ударами молота на усмотрение ковщика. Вторая — ударами по штампу, вдавливанием в заготовленную форму мягкого металла ударами кувалды.

Художественная ковка в основном производится вручную. Нужная форма придается заготовке последовательным механическим воздействием на нее ударными инструментами.

Ручная ковка требует от ковщика не только художественного вкуса, сноровки и кропотливой работы, но и определенных физических данных и выносливости. Поскольку ручник не так уж тяжел, придется нанести в процессе изготовления кованного изделия несчетное количество ударов. А чтобы 8-10-килограммовой кувалдой махать — нужно иметь недюжинную силу. Раньше кузнецы работали в паре — старший (основной) мастер и подручный (молотобоец): старший ручником указывал помощнику место удара кувалдой, направлял весь процесс ковки. В индивидуальной кузнице приходится все ковочные процессы выполнять одному, то есть быть универсалом, как, впрочем, и в других видах художественной обработки металла.

Поскольку многие ковочные операции приходится выполнять с разогретым металлом, очень важно правильно осуществлять его нагрев, который производится в условиях мастерской горелкой или в горне — в зависимости от величины детали и температурных качеств материала. Наиболее благоприятный температурный интервал ковки — в пределах 800-900ºС.

Воздух, необходимый для процесса горения топлива, в горн подается электровентилятором. Огонь в горне необходимо поддерживать ровным, не допускать высокого пламени, поливая, если нужно, водой, чтобы сбить длинные языки пламени в горне и чтобы самый сильный жар концентрировался внутри шахты горна — в горновом гнезде. Золу выгребают кочергой, не раскалывая. Уголь подкладывают не сверху, а по краям. Заготовку помещают под верхний слой углей — там наибольший жар (в нижней части гнезда жар слабее из-за потока поступающего воздуха). Нагрев металла осуществляют медленно, чтобы он прогрелся равномерно и достаточно, но не перегревался, особенно это касается инструментальной стали, перегрев которой чреват трещинами в заготовке и разрушением при ковке.

Если все-таки перегрев какой-то части случится, то ее нужно отрубить. При оптимальном для ковки температурном режиме (800-900ºС) максимально возрастает пластичность стали и в 20 раз снижается ее прочность.

Протяжка

Протяжка нагретой заготовки в личной мастерской осуществляется на кромке наковальни под углом 40-45º ударами ручника по противоположной грани заготовки. После протяжки заготовку выравнивают с учетом заданных размеров, а неровности устраняют гладилкой.

Рис. 1 Протяжка: 1 — на ребре; 2 — скругленным молотком

Округление граней заготовки

Заготовку квадратного или прямоугольного сечения кладут ребром на зеркало наковальни и перековывают в восьмигранник. Затем ударами молота скругляют и его грани, а завершают процесс с помощью вырезных молотка и обжимки, которая ставится в отверстие лица наковальни. Режим ковки горячий.

Оформление уступов

На остром ребре наковальни разогретой поковке кувалдой и подкладным молотом придают иное сечение. Уступы бывают одно- и двусторонние.

Рис. 1 Протяжка: 1 — на ребре; 2 — скругленным молотком

Любой материал, применяемый в ковке, имеет свои свойства и характеристики. Они соответствуют его внутреннему строению и химическому составу. Если характеристики необходимо изменить, то этого можно достигнуть путем термической обработки. В современной металлургии для каждого вида материала разработаны таблицы с указанием необходимой обработки.

В практике художественной ковки для подобной обработки не имеется оборудования, а во многих случаях неизвестен даже химический состав обрабатываемого материала.

При художественной ковке металлические материалы делят на ковкую сталь. Для изготовления декоративных замков, щитов, петель, листьев и цветов требуется материал очень пластичный и мягкий. В этом случае поможет отжиг. Обрабатываемый материал нагревают при температуре 650-720°С в течение 2-3 ч. В условиях, когда нет электрической печи, нагрев производят в горне, используя древесный уголь, под который понемногу вдувают воздух. Охлаждать материал следует как можно медленнее. При использовании электрической печи материал охлаждают вместе с печью после ее выключения. Если отжиг производят на древесном угле, то наилучшей средой является просеиваемая зола. Золу подогревают в горне, в нее закапывают отжигаемую заготовку и оставляют остывать. После такой обработки материал становится очень тягучим и из него можно получать самые сложные формы. Если требуется размягчить медь, то поступают наоборот. Медь нагревают до 500-600°С и быстро охлаждают в воде. Материал получается при этом очень тягучим.

Мастер художественной ковки поставлен обычно в такие условия, что большую часть инструментов ему приходится делать самому. В этом деле не обойтись без закалки — самого обычного способа обработки стали. Основная цель такой обработки — получить сталь с наивысшей твердостью. Закалка состоит в медленном и равномерном нагреве стали до температуры закалки и в быстром охлаждении. Быстрое охлаждение необходимо для того, чтобы предотвратить изменения в металле, происходящие при медленном охлаждении, т.е. выделение фермента и превращение аустенита в пермит. Весь аустенит при закалке превращается в мартенсит, который после цементита является самым твердым и хрупким компонентом. Способ охлаждения зависит прежде всего от марки стали.

Используемые охлаждающие среды имеют различную охлаждающую способность. Наибольшую скорость охлаждения обеспечивает холодная вода, более умеренную — масло, а самую умеренную — воздух. Охлаждающую способность воды можно увеличить присадкой поваренной соли либо соляной кислоты (приблизительно 1:10), а уменьшить — нагревом или подмешиванием известняковых веществ. При движении охлаждающей среды увеличивается ее охлаждающее действие. Углеродистые стали охлаждают в воде, легированные — в масле, а высоколегированные — в потоке воздуха. У инструмента, используемого в художественной ковке или слесарном деле, закаливают, как правило, только рабочую часть, которая непосредственно служит для обработки изделия.

Как уже было отмечено, закалка характеризуется превращением аустенита в твердый и очень хрупкий мартенсит. При слабом нагреве мартенсит переходит в другие структурные составляющие — бейнит, троостит или сорбит, которые, хотя и не так тверды, как мартенсит, но и не хрупки. Закаленный инструмент в таком состоянии называют отпущенным. Инструмент, нагреваемый под закалку, охлаждают не весь, а только его рабочую часть. После охлаждения инструмент вынимают из охлаждающей жидкости и зачищают на камне. На очищенном месте наблюдают цвет металла, изменяющийся за счет теплоты от еще нагретой части инструмента (см. таблицу). Когда появится необходимый цвет, закаленную часть инструмента опять опускают в охлаждающую жидкость и дают охладиться всему инструменту.

Главное, что должно отличать материалы, то есть металлы, используемые для создания изделий в технике художественной ковки, это — пластичность, способность к ковкости.

По этим параметрам наиболее применимы из черных металлов для ковки стали с минимальным количеством углерода (до 0,25 %) и вредных примесей, например, хрома и молибдена (примеси серы и фосфора крайне нежелательны), а также конструкционные стали с содержанием углерода от 0,2 до 0,6 % (табл. 1). В инструментальных сталях этот показатель еще выше: от 0,6 до 1,35 %. С увеличением содержания углерода сталь становится все менее пластичной и податливой к сварке.

Касаясь образцом стали вращающегося наждачного круга, мастер получает пучок искр и сопоставляет их цвет с маркировочным эталоном.

Степень пригодности к закалке устанавливается путем нагрева до 900ºС и опусканием в воду. Малоуглеродистая сталь легко пилится напильником.

Ударные инструменты

Ручник — кузнечный молоток массой в среднем 2 кг. Длина рукояти составляет не более 35 см. Это основной рабочий инструмент. Кузнец не выпускает его из руки — отсюда и название — ручник.

Кувалда — массивный молоток, молот. Масса —3-10 кг, рукоять — 60-80 см. Служит для изготовления крупных кованных изделий.

Фасонные молотки — молотки с фасонным бойком различной конфигурации и индивидуального производства. Боек и задок должны быть равнотяжелыми.

Специальные кузнечные инструменты

Кузнечные зубила с деревянной ручкой. Рабочая часть имеет различную форму — прямую, округлую, топориком. Для рубки горячей заготовки используют тонкие, для рубки холодных деталей — потолще. Применяются фасонные зубила.

Подсечка также предназначена для рубки металла. Вместо ручки у нее хвостовик, которым подсечка вставляется в отверстие наковальни: ее рабочее положение — вертикальное, лезвием вверх. И если при рубке зубило ставится под определенным углом к детали, то при использовании подсечки все наоборот: под нужным углом поворачивается деталь.

Пробойник (бородок) используется для пробивания отверстий в разогретых деталях, а также для чеканки по горячей заготовке. Рабочая часть — нужной формы для данного задания.

Рис. 1 Бородки

Фасонные кузнечные чеканы имеют бойки различной конфигурации, воспроизводящей определенный рисунок, фрагмент орнамента, геометрическую фигуру и т.п. С их помощью украшаются нагретые кованные детали, фрагменты изделия художественной ковки.

Раскатка (разгонка) применяется для ускорения вытяжки заготовки.

Подбойка (обжимка) — состоит из двух частей — верхника и нижника: нижник вставляют в отверстие наковальни, а верхник снабжен деревянной ручкой. Служит для придания детали определенной формы, способствует вытяжке.

Гладилка — инструмент со шлифованной рабочей частью. Предназначена для выглаживания поверхности детали после проковки. Снабжена деревянной ручкой.

В арсенале художника по металлу должно быть немало других вспомогательных кузнечных инструментов: вилки, наконечники, фасонные зубила, оправки и другие приспособления, помогающие добиться завершенности художественного металлического произведения.

Помочь в этом призваны контрольно-измерительные инструменты.

Рис. 2 Кузнечные чеканы: 1 – фасонные; 2 – двусторонние; 3 – односторонние; 4 – односторонний натяжной; 5 – для насечки; 6 – для складок; 7 – бортовой

Рис. 3 Вспомогательный кузнечный инструмент: 1 — вилки; 2 — наконечники; 3, 12 — оправки; 4, 8, 9 — обжимки; 5 — подбойки; 6 — фасонные зубила; 7 — наконечник; 10 —пробойник для заклепок; 11 — гвоздильня; 13 — пробойная плита; 14 — подсечка

В кузнечном деле их классифицируют следующим образом: универсальные, специальные, шаблонные.

Универсальными контрольно-измерительными инструментами считаются традиционные линейка, угольник с углом 90º, рулетка, штангенциркуль.

Специальными считаются кронциркуль и нутромер, предназначенные для измерения заготовок в процессе ковки. Первый используется для измерения длины и диаметра заготовки, а второе приспособление — для установления внутреннего ее размера.

Шаблоны призваны регулировать общие размеры и форму изделия. Различают фасонные контурные и профильные шаблоны. Усадочными шаблонами измеряют линейные величины заготовок с учетом усадки после охлаждения.

Фантазия кузнеца-художника безгранична, и, возможно, она поможет найти новые орудия для создания красоты из металла.

Рис. 4 Гладилки

Рис. 5 Кузнечный измерительный инструмент: 1 — кронциркуль; 2 — нутрометр; 3 — калибровочная гребенка