Художественная ковка

Г. Федотов

Художественная ковка

Рисунки автора

Кузнечное ремесло было известно на Руси уже в глубокой древности. Из-под молота кузнеца выходили самые разнообразные поковки - от небольшого рыболовного крючка до многопудового плуга. Без кузнечных поковок нельзя было обойтись ни плотнику, ни столяру, ни резчику по дереву или камню. Топор и тесло, стамески и долота, сверла и железки рубанков - все эти и многие другие необходимые инструменты изготовлялись в кузнице. Во времена лихолетья ковал кузнец рогатины и мечи, щиты и шлемы. Но все же постоянными заказчиками его были крестьяне. Кузнец изготовлял подковы и сам подковывал лошадей, ковал серпы и косы, мотыги, вилы, лемехи для плугов, всевозможную домашнюю утварь.

Если от лемеха и серпа требовались прежде всего прочность и удобная рациональная форма, то к изделиям для дома заказчики - и сельские и городские - предъявляли дополнительные требования: они хотели видеть заказанные предметы не только удобными, но и красивыми. Оконные решетки старинных зданий нередко напоминали тонкие кружева. Очень красивы кованые ограды, ворота, фонарные столбы. Светцы и подсвечники, вышедшие из-под молота художника-кузнеца, напоминали сказочные растения.

Кованые изделия могут украсить и современную жилую комнату, и класс, и помещение школьного музея. Небольшие кованые вещи, такие, как светильники, подставки для книг, ручки для дверей, можно изготавливать в школьной мастерской. Материалом могут служить отобранные в металлоломе всевозможные прутки, полоски, уголки, трубы. Нужно подбирать металл, содержащий как можно меньше углерода, то есть мягкий, ковкий. Обычно при ударе молотком на его поверхности возникает хорошо заметная вмятина.

Для занятий художественной ковкой потребуется специальное кузнечное оборудование.

Для нагрева металла до температуры 800-900+С кузнецы применяют горн. Но для разогрева небольших заготовок в школьной мастерской можно использовать муфельную печь. Если нет фабричной муфельной печи, ее можно сделать по описаниям, напечатанным в 9-м номере "Юного техника" за 1982 год и в 4-м за 1983 год. В печи с габаритами рабочей камеры 190х120х300 мм удобно разогревать заготовки для подсвечников, книжных подставок, дверных ручек. Нужно иметь в виду, что и из небольших деталей можно собрать, например, большую декоративную решетку.

Инструментов у кузнеца обычно много, несколько десятков. Но не пугайтесь: на первых порах можно обойтись, кроме наковальни, всего четырьмя инструментами: молотком-подручником, зубилом, пробойником и клещами. Кузнечное зубило и пробойник снабжены деревянными ручками. Если собираетесь работать вдвоем, придется обзавестись еще и кувалдой для молотобойца. А потом, если ковка увлечет вас по-настоящему, вы постепенно сможете выковать для себя и другие инструменты - их форму подскажет вам сама работа.

Наковальню устанавливают на толстой деревянной колоде. В кузнечной наковальне есть специальное отверстие, в которое вставляют оправки, подсечки и другие дополнительные инструменты. С противоположных сторон наковальни расположены два рога, один из которых имеет форму пирамиды, а другой конуса. На них сгибают заготовку, выковывают спирали и выполняют множество других операций. Если кузнец работает не один, а вместе с подручным-молотобойцем, то молотобоец проковывает заготовку в тех местах, которые ему указывает кузнец молотком-подручником. Вес подручника и кувалды подбирается с таким расчетом, чтобы руки не уставали при длительной работе. Кувалда может весить от З до 10 кг, а подручник от 1 до 1.5 кг.

Раскаленную заготовку вынимают из горна или муфельной печи и держат во время ковки клещами с длинными ручками. Обычно у кузнеца имеется несколько клещей, которые отличаются друг от друга только формой губок. Например, цилиндрические заготовки удобно брать клещами с губками в виде колец, а плоские - в виде пластинок. Если же приходится ковать много совершенно одинаковых деталей необычной формы, то кузнец сам расковывает губки клещей с таким расчетом, чтобы они надежно и прочно удерживали обрабатываемую заготовку.

В свободной ковке наиболее часто встречаются следующие операции: вытяжка, осадка, высадка, рубка, гибка, скручивание, прошивка, рассекание. Сегодня мы расскажем подробно о первых четырех из них, а в одном из последующих номеров опишем остальные операции, а также дадим образцы конкретных деталей и изделий, которые вы сможете выковать сами.

Вытяжка

Вытяжку применяют в тех случаях, когда надо удлинить заготовку. Для этого используют специальный молоток со скругленным клиновидным бойком. Молотобоец ударяет по ударной части молотка кувалдой. После каждого удара кузнец перемещает молоток. При этом на заготовке остаются поперечные желобчатые вмятины. При нанесении каждого такого углубления заготовка становится на несколько миллиметров длиннее. Чем мощнее удары кувалды, тем глубже будут канавки, тем сильнее будет вытягиваться заготовка. В этом вы легко убедитесь, если проделаете эксперимент с бруском пластилина, нанося поперечные углубления закругленной деревянной палочкой или стекой. Если приходится ковать без молотобойца, то протяжку можно выполнить иными способами. Первый: удерживаемую клещами заготовку проковывают на наковальне клиновидной частью подручника. Другой способ заключается в том, что заготовку укладывают на ребро наковальни и после каждого удара плоским бойком подручника постепенно передвигают ее вверх или вниз.

После окончания вытяжки на заготовке остаются продольные углубления. Чтобы выровнять поверхность заготовки, или, как говорят кузнецы, выгладить, применяют гладилку - молоток с широким, плоским, хорошо отполированным и закаленным бойком. Ударяя кувалдой по ударной части, гладилку постепенно перемещают вдоль заготовки до тех пор, пока ее поверхность не станет гладкой. Окончательное выглаживание производят при остывшей заготовке. Небольшую заготовку можно выглаживать подручником, ударяя по ней равномерно и часто плоским бойком.

Если необходимо заготовке с квадратным сечением придать цилиндрическую форму, её располагают так, чтобы она касалась наковальни одним из ребер. Затем по противоположному ребру ударяют подручником или кувалдой. Закончив проковку, поворачивают заготовку на соседнее ребро и так же проковывают вдоль всей ее длины. Получается восьмигранник, который при дальнейшей ковке постепенно превращают в цилиндр.

Если нужно получить много одинаковых деталей с правильной цилиндрической поверхностью, прибегают к помощи оправки. Оправка состоит из нижней и верхней частей, имеющих полуцилиндрические углубления. Нижнюю часть оправки вставляют в отверстие наковальни, а верхнюю держат за рукоятку. Раскаленную заготовку в виде восьмигранника проковывают в оправках участок за участком, ударяя по верхней части кувалдой.

Осадка

Осадку применяют в тех случаях, когда, наоборот, возникает необходимость уменьшить длину заготовки и увеличить ее поперечное сечение. Заготовку полностью нагревают докрасна и располагают на наковальне вертикально. Затем равномерными ударами кувалды или подручника ее осаживают. Если необходимо получить более плоскую деталь, дальнейшую осадку можно производить молотком с шарообразным бойком. В завершение поверхность выглаживается гладилкой.

Высадка

Если нужно осадить металл только в какой-то определенной части заготовки, такую операцию называют высадкой. Перед высадкой заготовка нагревается только в том участке, где необходимо увеличить ее сечение. Если это сделать трудно, то заготовку нагревают полностью, а участки, не подлежащие высадке, охлаждают водой. Заготовку устанавливают на наковальне вертикально. Кувалдой или подручником ритмично и сильно ударяют по торцу заготовки до тех пор, пока не будет получена необходимая толщина высаживаемого участка. Высадку в зависимости от назначения детали выполняют в средней части заготовки или же на ее конце. Если высаженную часть на конце заготовки хотят сделать более вытянутой, то заготовку перед ковкой ставят раскаленной частью вниз. Если же, наоборот, нужно добиться большего диаметра высаженной части при меньшей высоте, заготовку устанавливают раскаленным участком вверх. Обычно эта операция применяется при ковке заклепок.

Рубка

Рубку заготовок выполняют кузнечным топором или зубилом и на подсечке. Подсечку вставляют в отверстие наковальни и кладут на ее острие заготовку, к заготовке приставляют острие топора с таким расчетом, чтобы оно было несколько смещено по отношению к острию подсечки. Это необходимо, чтобы инструменты не затупились. Затем по обуху кузнечного топора ударяют кувалдой и отрубают заготовку.

Можно отрубить заготовку одним топором на наковальне. Прорубив с одной стороны примерно две трети толщины заготовки, переворачивают ее и отрубают с другой стороны окончательно. Чтобы не повредить поверхность наковальни, под заготовку перед рубкой нужно положить лист толстой жести.

Если заготовку нужно отрубить без подручного, то это удобнее сделать на подсечке. Заготовку кладут на острие подсечки и ударяют по ней подручником с таким расчетом, чтобы она прорубилась чуть больше чем наполовину. Перевернув и положив обратной стороной на острие подсечки, заготовку перерубают окончательно.

основные кузнечные инструменты: наковальня, подручник, кувалда и клещи.

различные приемы вытяжки заготовки:

а). подручником,

б). клиновидным бойком подручника,

в). специальным молотком.

выглаживание поверхности заготовки гладилкой и подручником.

последовательность скругления заготовки подручником и обжимками.

последовательность выполнения осадки.

выполнение высадки в средней части заготовки и на конце.

рубка заготовки кузнечным топором (зубилом) на подсечке и на наковальне.

ГИБКА

Заготовки изгибают на наковальне, в тисках или на специальной оправке. Чтобы согнуть заготовку под прямым углом, ее укладывают на наковальню, прижимают сверху кувалдой и загибают выступающий конец ударами подручника. Если нужно придать заготовке плавные изгибы, операцию выполняют на коническом роге наковальни. Например, на нем выгибают завитки и спирали. Очень удобно сгибать спирали на специальной оправке, которую вставляют в отверстие наковальни. Спирали из тонкого прутка или толстой проволоки сгибают в холодном состоянии в тисках, плотно укладывая виток к витку. Этот прием применяют при изготовлении декоративных деталей - так называемых шишек. Свернутые с двух сторон спирали выколачивают на конической оправке, а затем совмещают основания полученных спиральных конусов.

СКРУЧИВАНИЕ

В кузнечных изделиях старые мастера нередко применяли оригинальный способ декорирования - скручивание. Стержни толщиной не более 10 мм скручивали обычно в холодном состоянии, но предварительно их отжигали и постепенно охлаждали на воздухе или в древесной золе. Обычно скручиваемые стержни имеют прямоугольное или квадратное сечение. Перед началом скручивания один конец стержня зажимают в тисках и надевают на стержень металлическую трубку - она необходима для того, чтобы воображаемая ось стержня оставалась во время скручивания прямой. Скручивают стержень воротком, надетым на свободный конец. Скрученные детали будут более выразительными, если стержни предварительно насечь зубилом или же на противоположных гранях выбить продольные углубления.

ПРОШИВКА

Отверстия в заготовках прошивают (пробивают) бородками - специальными кузнечными пробойниками, укрепленными на деревянных ручках. Бородки могут иметь круглое, овальное, квадратное или прямоугольное сечение. Пробивают отверстия в несколько приемов на пробойной плите, которую укрепляют в наковальне. Вначале заготовку пробивают примерно на три четверти ее толщины. Затем, перевернув ее на 180+, окончательно пробивают сквозное отверстие. Если нужно увеличить диаметр отверстия, то в него вбивают оправку с соответствующим сечением. Примерно так же прошивают отверстие в узком бруске, но вместо пробойника используют зубило. Вначале зубилом пробивают продольное отверстие, которое затем расширяют оправками круглого или квадратного сечения. Так пробивают отверстия, необходимые при соединении деталей подсвечника, решеток и т.п.

РАССЕКАНИЕ

Часто декоративными элементами кованого изделия служат всевозможные завитки. При этом заготовку зажимают в тисках и частично рассекают металл зубилом под острым углом к продольной оси заготовки. Полученный длинный клинообразный шип отгибают и затем на коническом роге наковальни скручивают в виде завитка.

Выразительные декоративные детали получают путем рассекания прямоугольного стержня посередине. Просеченное отверстие расширяют на роге наковальни, а затем поворачивают концы стержня по обе стороны отверстия на 180+ или 360+ относительно друг друга.

КОВКА ВЕТКИ

Чтобы не портилась наковальня, под заготовку подкладывают лист железа. На плоской заготовке прорубают примерные контуры листьев и завитков. Затем вырубленные элементы разводят, вытягивают, придают листьям определенную форму и закручивают завитки. В заключение на листья наносятся условные изображения прожилок в виде продолговатых углублений.

ХОЛОДНАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ

Кованые детали перед сборкой часто бывает необходимо обработать обычными слесарными инструментами. Напильниками с различными сечениями опиливают острые кромки и заусенцы, образующиеся при рубке и прошивке металла. Ими же растачивают и придают необходимую конфигурацию сквозным отверстиям. Если необходимо получить ровную и блестящую поверхность, ее выравнивают шаберами, а потом зачищают наждачной бумагой. Матовую поверхность создают с помощью чеканов - зернильников или канфарников (см. статью о чеканке в восьмом номере за 1982 г.). Ручную слесарную ножовку применяют не только для разрезания заготовок, но и для выполнения различных пропилов, отрезания лишнего металла. Некоторые детали, например листья, тарелочки для подсвечников, вырезаются из листового металла ручными или рычажными слесарными ножницами. Вырезанные из жести детали формуют в холодном состоянии на опорном выколоточном инструменте, на свинцовой плите или на торце деревянной колоды выколоточным молотком или чеканом со сферическим бойком. Чтобы выколотить тарелочку для подсвечника, вырезанный жестяной кружок проковывают по спирали, начиная от центра и постепенно приближаясь к краям. Если глубина выколотки после первой проковки оказалась недостаточной, диск снова отжигают на огне до красного каления и в той же последовательности проковывают еще раз. Затем в центре прошивают или сверлят отверстие и оправкой с квадратным сечением формуют квадратное отверстие.

СОЕДИНЕНИЕ КОВАНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Соединять готовые детали можно скобами, обоймами и заклепками. Эти детали не только обеспечивают высокую прочность, но в то же время становятся выразительными декоративными элементами. Чтобы получить скобу, в заготовке зубилом пробивают два узких параллельных отверстия, затем выдавливают расположенную между ними полоску металла и оправкой придают ей форму полукольца или кольца. В образовавшуюся скобу при соединении вставляется стержень сопрягаемой детали.

Обоймы представляют собой узкие полоски металла, которыми обжимают соединяемые детали.

Заклепки куют из прутка с квадратным сечением. Соответственно заклепкам в соединяемых деталях пробиваются прямоугольные отверстия.

Освоив приемы ковки, можно приступить к изготовлению небольших кованых вещей, которые не только украсят современное жилище, но и будут полезными в быту. Кованые изделия отличаются выразительностью силуэта, простотой и целесообразностью конструкции. Кузнец-художник часто намеренно не сглаживает следы от кузнечных инструментов - они подчеркивают рукотворность поковки и пластичность металла.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОДСТАВКИ ДЛЯ КНИГ

Подставка для книг относится к наиболее простым кованым изделиям и состоит всего из одной детали. Такую подставку обычно ставят на письменный стол. Она рассчитана на небольшое количество книг - тех, которые всегда нужны для занятий. Это могут быть, например, учебники или справочники. Выполняют подставку из прямоугольной пластины, которую осаживают постепенным расковыванием с двух противоположных концов. Затем пластину вырубают по контуру, рассекают и выгибают декоративные завитки. Потом сгибают так, чтобы образовались две боковые стенки.

ДВЕРНАЯ РУЧКА С ЛИЧИНОЙ

Для дверной ручки также желательно подобрать заготовку в виде толстой пластины. Постепенно проковывая пластину, осаживают одну ее половину с таким расчетом, чтобы она стала в два раза тоньше. Затем заготовку вырубают по контуру и прошивают отверстия для заклепок и замочной скважины. Затем с одной стороны заготовку сгибают в виде скобы, а с другой - рассекают и формуют небольшой декоративный завиток. После охлаждения точно по размерам растачивают отверстие замочной скважины и опиливают острые ребра. Особенно тщательно нужно обработать скобу. На ней не должно быть заусенцев, острых углов и кромок, которые могут поранить руку.

ПОДСВЕЧНИКИ

Наиболее распространены кованые подсвечники для одной и трех свечей, так называемые односвечники и трехсвечники. При их изготовлении можно применять самые разнообразные технические приемы: рассекание, гибку, скручивание, соединение обоймами, скобами и заклепками.

Наиболее простой односвечник состоит всего из двух деталей подставки-треножника и тарелочки для отекания расплавленного воска. Чтобы изготовить подставку, один конец прутка с квадратным сечением проковывают до образования остроугольной вытянутой пирамиды. В середине пруток рассекают, формуют шишку или же скручивают. Затем утолщенный конец прутка рассекают на три части. Их проковывают так, чтобы они представляли собой усеченные пирамиды, и разводят в стороны, чтобы образовался устойчивый треножник. Сверху насаживается заранее выколоченная тарелочка с квадратным отверстием в центре.

При изготовлении трехсвечника на подставку-треножник дополнительно насаживается поперечник с острыми концами, согнутыми под прямым углом. На концы насаживаются тарелочки.

ПАТИНИРОВАНИЕ

Кованое изделие после сборки, а иногда и до нее покрывают тонким защитным слоем патины, которая одновременно имеет декоративное значение. Темные тона патины подчеркивают пластику кованых деталей, зрительно усиливают весомость металлических конструкций.

Перед патинированием образовавшуюся на поверхности поковки окалину удаляют наждачной бумагой. Затем зачищают поверхность металлической щеткой и шлифуют пастой из пемзового порошка, разведенного водой.

Один из наиболее древних способов чернения железа заключается в том, что на детали поковок наносится тампоном тонкий слой льняного или любого растительного масла. Затем поковку устанавливают на асбестовую плиту или подставку из кирпичей и обжигают паяльной лампой, газовой или керосиновой горелкой. Обжигают поковку постепенно, нагревая до тех пор, пока на ее поверхности не появится глубокая темно-коричневая или черная окраска. Конечно же, работать с огнем нужно не в комнате, а во дворе, и чтобы поблизости не было легковоспламеняющихся материалов.

Патину почти любого цвета можно получить и другим способом - нагреванием поковок до появления нужного цвета побежалости - от соломенно-желтого до иссиня-черного. Тонкий слой патины следует закрепить восковой мастикой. Расплавленный на водной бане воск или парафин смешивают со скипидаром (на две части воска одну часть скипидара). Остывшую мастику наносят на поковку тряпичным тампоном и после высыхания натирают войлоком до появления мягкого блеска.

гибка заготовки на ребре и на роге наковальни.

последовательность гибки декоративной шишки.

гибка завитка на роге наковальни и оправке.

скручивание стержней, имеющих различное сечение.

последовательность прошивки заготовки пробойниками (бородками).

прошивка отверстий зубилом и формовка круглой и четырехгранной оправками.

рассекание металла зубилом и различные виды кованых завитков.

рассекание заготовки и последовательность получения крученых шишек.

последовательность изготовления кованой ветки.

приемы формовки скобы и соединение деталей с ее помощью.

примеры соединения деталей обоймами и заклепками.

формовка деталей на выколоточном опорном инструменте и молотком на свинцовой плите.

Образцы кованых изделий.

последовательность изготовления стойки трехсвечника:

а). заготовка;

б). вытягивание части заготовки;

в). скручивание средней части;

г). рассечение заготовки и ковка наконечника.

поперечная перекладина трехсвечника.

собранный трехсвечник, подсвечник и подставка для книг.

замочная личина с ручкой и ее заготовка.