Принципы холодной ковки своими руками

Оборудование для холодной ковки

Для изготовления холодной ковкой используют различные оправки на гибочном станке с ручным и с гидравлическим приводом. Заготовка обвивается по наружному диаметру, образуя дугу заданного диаметра. Шаблоны и упоры позволяют создавать одинаковые детали без разметки.

Применение универсального кузнечного оборудования для холодной ковки металла позволяет менять рабочий инструмент — валки, упоры и создавать несколько видов деталей разного размера.

Гнутик

Для красивого оформления угла используется ковка металла в открытом штампе с подвижным элементом, заменяющим пуансон.

Основанием служит прочная чугунная пластина с направляющими по центру и подвижной частью, которую перемещает винт. Подойдет суппорт с маленького станка.

Прут укладывается под шайбы на стационарных прижимах. Пуансон имеет форму ромба. Он перемещается вращением винта, сгибая острым углом заготовку. Перемещая прокат в разные стороны и переворачивая его, можно получить плоский зигзаг и пространственную фигуру.

Улитка

Улитка

Станок представляет собой модернизированный гибочный рычаг для труб. Вместо цилиндрической насадки используется копир. Техника ковки основана на обвитии заготовки вокруг шаблона, приваренного к массивному основанию.

Один конец проката закреплен в центре витка. Второй свободный. За него поворачивают заготовку вокруг копира, заставляя ее плотно прилегать к его поверхности и принимать форму спирали — улитки.

В усовершенствованном варианте приспособления улитка, в основание вместо шаблона вкручиваются упоры. Конец детали зажимается в центре. Второй упирается в плоскость. Деформация производится вращением стола.

На улитке можно гнуть пруток, трубы, полосы листа.

Волна

Пруток, красиво изогнутый в плоскости с одинаковыми радиусами по всей длине, напоминает волну на воде. Изготовить приспособление для холодной ковки можно различными способами. Установить вместо ромба круглый пуансон и гнуть прокат, переворачивая его на 180⁰, деформируя каждый следующий участок.

Поставить оправку на вращающийся стол с упором рядом с круглой насадкой. Второй фиксатор устанавливается на стационарной станине. Прокат или лента прижимается в насадке и вращается вместе с ней. Освободиться деталь не может, поскольку второй упор ограничивает ее движение.

Твистер

Простое устройство, позволяющее закручивать прут в спираль, точнее деформировать прокат, скручивая его вокруг своей оси. На станине из двутавра или швеллера, на одной стороне помещен корпус с втулкой и подшипниками. Снаружи, на вращающемся узле смонтирован ворот. Квадрат заводится в отверстие, фиксируется болтами во втулке и поворачивается.

Второй фиксатор двигается вдоль основания, регулируя длину спирали. Когда ворот начинают вращать, прут крутится и завивается вокруг своей оси.

Фонарик

Для создания объемной детали используется инструмент для холодной ковки, на котором производится навивка проволоки. На ось одеваются круги с отверстиями для фиксации проволоки ближе к центру. Один из них крепится неподвижно, второй вращается вместе с валом.

Производится ковка сразу нескольких заготовок. После соединения торцов деталей вместе, получается красивый объемный фонарик со спиральными линиями.

Глобус

Устройство глобус позволяет гнуть прокат по окружности правильной формы, представляющей сегмент круга. На нем можно делать элементы для арок, навесов, объемных решеток.

Шаблон представляет собой окружность со втулкой для рычага в центре. Прут или труба одним концом фиксируются на краю дуги. Рычаг перемещается вдоль дуги и роликом прижимает заготовку к шаблону.

Мангал выполнен с помощью инструмента глобус

Выбор стали для кованого ножа

Это важнейший вопрос, при изготовлении клинка ручной работы. Надо в первую очередь определиться, для каких целей будет изготавливаться изделие. И уже исходя из ответа на данный вопрос, задуматься, кую сталь использовать для изготовления ножа. Не секрет, что альтернатив для различных изделий немало. Но стоит учитывать, как себя будет вести металл на всех этапах ковки, в том числе и как его закаливать. Подойти к этому вопросу, нужно довольно тщательно и щепетильно, чтобы в заключение изготовления не вышло казуса. Любой металл, обладает пятью основными свойствами:

1. Прочность – способность металла сохранять свои качества при воздействии разных внешних сил. К примеру, проверка на прочность проходит при изгибе или при сильном ударе.
2. Твердость – это способность металла сопротивляться проникновения в его структуру более твердых сплавов. То есть способность к сопротивлению деформации.
3. Устойчивость к износу – устойчивость истирания материала во время использования, кстати, косвенно зависит от твердости.
4. Пластичность – простыми словами, возможность материала рассеивать или поглощать энергию во время удара.
5. Красностойкость – довольно важный показатель именно для ковки. Твердые марки стали считаются самыми красностойкими, так как температура ковки составляет выше 900 градусов по Цельсию. А плавится она при полутора тысячах градусов.

Также надо не забывать, что определенные добавки придают легирующие свойства разным маркам стали. Эти добавки в определенном процентном содержании в металле, в итоге и определяют непосредственно марку стали. Таких элементов может быть разное количество, и в процентном содержании тоже.

Также вышеперечисленные свойства материала, сильно связаны между собой, если в большей степени присутствует одно качество, то любое другое из них уменьшается в своих свойствах. Это нормальная практика, и принимать это нужно как неизбежное. Создать, идеальный клинок содержащий, все эти пять качеств в высшей степени, не удастся.

Кованые ножи различного вида.

К наиболее пользующимися успехом, среди любителей «домашней ковки» марок стали, можно отнести: Х12МФ, У7, У8, У 9, У16, 65Г, Р6М5, ШХ15. В зарубежной металлургии такая сталь маркируется немного иначе: 1095, 52100, O-1, M-2, AUS, ATS-34, A-2, 440C. Но по качеству и примесям они соответствуют нашим отечественным. Такие стали используют при изготовлении буров, тросов, сверел, подшипников и напильников. Это и объясняет, довольно широкое применение при самостоятельной ковке этих материалов.

Разновидности элементов холодной ковки металла

В зависимости от сложности, которую должны иметь элементы художественной ковки, и материала, применяемого для их производства, различают ковку в горячем и холодном состояниях. При производстве кованой продукции из стали, со сложными орнаментами, необходимого уровня пластичности деформируемого материала можно достичь лишь при его предварительном нагреве до ковочных температур. Для низкоуглеродистых сталей нижний предел таких температур начинается от 1000 — 1150 °С. С повышением процентного содержания углерода требуемая ковкость стали достигается при меньших температурах: 800 — 900 °С. Для нагрева исходного материала применяются печи малоокислительного нагрева, хотя для небольших мастерских характерны и кузнечные горны, работающие на твёрдом топливе.

Виды кованых элементов — «Завитки»

Холодная ковка (штамповка) может производиться как при температуре окружающего воздуха, так и при температурах, не превышающих предела начальных структурных изменений, т.е., до 200 — 250 °С. Преимуществом холодной ковки считается повышенная точность готовой продукции и отсутствие на ней поверхностной окалины, а горячей – меньшие удельные усилия формообразования. Кроме того, при помощи операций ковки в холодном состоянии можно выполнять рельефные кованые элементы на листовых и полосовых заготовках, а также на изделиях из цветных металлов и сплавов.

Кроме собственно ковки, операции пластического деформирования металла применяются также и для соединения готовых элементов в законченные художественные композиции. Технология сварки для таких случаев малоприемлема, поскольку в зоне сварного шва металл всегда имеет пониженную прочность, а сама зона во многих случаях выглядит настолько неприглядно, что нуждается в трудоёмкой зачистке. Поэтому истинные мастера своего дела для соединения применяют кузнечную сварку. Она заключается в нагреве готовых элементов до температур повышенной пластичности металла (до 650 — 700 °С), после чего орнамент для ковки обжимают или расклёпывают частями, либо при сборке. Для такой технологии конечная прочность соединения соответствует прочности отдельных его элементов.

Приемы холодной деформации

В этом виде ремесла используют несколько приемов изменения формы металлических изделий:

1. Гибка. Это очень простой способ. Сначала конец заготовки надежно фиксируют, затем его сгибают вокруг оправки нужной формы, используя инструмент. В этом случае из-под рук мастера выходят завитки и вензеля разных форм и размеров.
2. Кручение вдоль оси. Для выполнения операции достаточно самых простых тисков, но усилий она требует максимальных. В качестве заготовок используют прокат, имеющий ребра. На изделии круглого сечения результата не будет видно.
3. Протяжка. Этот прием позволяет изменить сечение прута. Протяжку используют для оформления краев изделия. При навивке на оправку прут просто оттягивают. Для верхнего края заборов делают пики: изделие сначала сплющивают, потом заостряют.
4. Чеканка. Ее производят по листовому металлу. Ударяя по нему с обратной стороны, создают объемный рисунок или отдельный элемент для большого изделия.

Кроме основных технологических приемов используют резку, сварку, шлифовку. В промышленности холодная ковка включает в себя большее количество операций — вырезку, гибку, калибровку, навивку, прошивку, и штамповку. Инструментами служат штампы, с помощью которых выпускают большие партии одинаковых изделий. В качестве главного оборудования используют мощные прессы.

Решетки, садовую мебель, ворота изготавливают из полос и прута, имеющего сечение от 8 до 14 мм. Изделия, сделанные по шаблону, собирают вручную. Кованые элементы заборов или балконных ограждений сваривают друг с другом, затем помещают в раму либо крепят к прочному основанию. Конструкции могут быть разными: как плоскими, так и объемными.

Стили и элементы узоров: фото художественной ковки

Создание красивого узора начинается с эскиза ковки. Мастер должен четко представлять картину, которую он хочет сделать. Изначально рисуется чертеж, рассчитываются материалы, количество необходимых элементов, выбираются станки и оснастки. Для того чтобы изделие смотрелось красиво, лучше сразу выбрать стиль, в котором оно будет выполнено. Пересматривая фото изделий холодной ковки, можно легко заметить, к какому направлению относится узор.

Красивые кованые изделия могут быть выполнены в различных стилях.

Существует несколько стилей формирования кованого узора.

Романский стиль характеризуется строгостью и симметричностью. На ограждениях можно увидеть плотное расположение спиралей в одинаковом порядке, детали часто повторяются и однотипны. Это монументальный узор с использованием элемента волюта (С-образно закрученные односторонние завитки).

Готический орнамент. Мало кто знает, что современные ограждения и заборы чаще всего выполняются именно в этом стиле. Характерная черта – стремление вверх. Прутья заостренные, заканчиваются навершиями в виде стрел, копий или острых шипов. Спиральные элементы, применяемые в этом стиле, называются просечками, и выглядят они как разветвленный в разные стороны стебель. Для разнообразия между прямыми прутьями добавляются фонарики или объемные спирали.

Изделия в стиле барокко являются наиболее распространенными.

Ренессанс встречается очень редко. В этом стиле заостренные угольчатые элементы практически не используют. Основа – круглые дуги, спирали и волны. Разветвление металлических прутьев украшают листьями или цветами, изящные изгибы приобретают форму восьмерки. Характерные элементы – просечка, спираль, волюта и восьмерка. Стиль очень гармоничен, детали устанавливаются симметрично в виде переплетенных линий.

Барокко – полная противоположность ренессансу. Стиль ажурный и очень пышный. Используются С-образные спирали, волюты, завитки, изогнутые линии и замысловатые узоры. К плетениям добавляют объемные листья и цветы, создается динамичность формы.

Рококо. Для этого направления характерно использование тонких прутьев и двусторонних завитков. Рокайльный орнамент создает постоянное движение, отличается филигранностью и объемными узорами. На фото холодной ковки заметны ассиметричность и дробный орнамент. Неприемлемо применение прямых прутьев и плоских решеток.

Классический стиль позволяет сочитать в себе различные кованые элементы.

Классицизм. Красивый, хотя и простой стиль, который вернул в моду симметрию. Для создания орнамента применяют завитки, просечки, спирали и прямые прутья. В использование вводят еще один элемент – меандр (ломаные линии или изогнутые под прямым углом прутья). В ограждениях всегда строго выдерживается вертикальная архитектоника.

Ампир характеризуется наличием геометрического орнамента, длинных гладких прутьев. Основной элемент (волюта) видоизменен: удлиненная прямая линия с односторонними завитками на концах. Главное для данного стиля – это строгая простота, симметричная геометрия в сочетании со спиральными элементами.

Ар-нуво, или модерн, добавил в художественную ковку своими руками биологические мотивы. В стиле не используются прямые линии, только разнообразные изгибы, меандры, завитки и спирали. Симметричность уходит на задний план. Орнамент повторяет силуэт человека или животного, добавляются листья и цветы. Узор построен таким образом, что завитки равномерно перетекают друг в друга по всему орнаменту.

Красивый кованый узор сложно создать без чертежа.

Если человек начнет работу без предварительного чертежа, он быстро запутается в создании изделия холодной ковки. Каждый узор должен быть максимально продуман, а правки, которые вносятся во время работы, лучше сразу переносить на эскиз, чтобы четко представлять, каким должен быть результат.

На заметку! Даже при наличии фото кованых узоров нужно делать чертеж и разметку для точного размещения всех деталей.

Как выбрать цвет гостиной

Цветовая гамма этого помещения должна быть выполнена в оттенках способствующих расслаблению, как эмоциональному, так и физическому. Психологи рекомендуют несколько основных цветов:

• Мятный.
• Пшеничный.
• Светло-голубой.
• Сиреневый.
• Зеленый.

Несмотря на популярность окрашивания стен, многие предпочитают по старинке оклеивать стены обоями.

Однако среди разнообразия этого материала, легко запутаться и не каждый знает как выбрать обои для гостиной. Для правильного выбора, необходимо учитывать несколько критериев:

• Свойства того или иного вида обоев.
• Натуральность материала.
• Цена.
• Расцветка (однотонная или с принтом).

В последние годы особую популярность приобрели пробковые или бамбуковые обои, поскольку они обладают отличными звуко- и теплоизоляционными свойствами, а также прекрасно смотрятся в интерьере.

Инструменты

Ковка металла в домашних условиях потребует от мастера не только свободного помещения и ручных инструментов, но и дополнительных приспособлений. Они облегчат труд, улучшат результат и производительность.

Инструменты для ковки

Для холодной ковки 

Оборудование для холодного метода обработки основано на взаимодействии материала и рычагов:

1. Улитка. Инструмент для создания спиралей из металлических прутов.
2. Твистер. Приспособление, на которое можно установить электродвигатель. Предназначено для скручивания двух и более прутов вместе.
3. Пресс.
4. Фонарик. Приспособление для создания объёмных спиралевидных деталей.
5. Волна. По названию понятно, что с помощью этого инструмента заготовкам придаётся форма волны.

Нельзя забывать про верстак, сварочный аппарат, балкарку, тиски. Специальные приспособления можно изготовить самостоятельно или купить.

Для горячей ковки

Горячая ковка металла проводится с использованием других инструментов. Общий список:

Наковальня. Рабочий стол для обработки заготовок.
Горн. Приспособление для разогрева деталей. Может быть как самодельное, так и покупное

Важно, чтобы с его помощью можно было нагревать материалы до 1500 градусов.
Шпераки. Специальные наковальни для проведения декоративной обработки.
Ручные инструменты

К ним относится кувалда, щипцы, ручник.

Чтобы выполнять декоративные работы, понадобится набор фасонных молотков.

Где можно применять кованые изделия?

Ковка и дизайн совместимые понятия. С помощью кованых изделий можно украсить комнату, фасад здания, частный участок, сделать массивное ограждение. Кованые предметы выполняют декоративную и практичную функцию.

Изделия для внутреннего оформления помещений (Фото: Instagram / superkovka.by)

Снаружи здания

Для частных домов и садов можно изготовить:

• решетки на окна, двери;
• перила для лестниц на крыльце;
• ограждения для террасы;
• мангалы, садовую мебель;
• ограждения — секции заборов, калитки, ворота;
• фонари, декоративные фигуры;
• цветники, навесы.

Кованый фонарь (Фото: Instagram / metallokovka)

Облицовка мебели

Кованые изделия подойдут для облицовки мебели

Металлические предметы притягивают внимание. Мебель, изготовленная из других материалов, остается обычным фоном

В продаже можно найти кованые:

• столики;
• стулья;
• подставки;
• полки;
• шкафы;
• кровати;
• лавочки;
• зеркала.

Кованый стол и стулья (Фото: Instagram / blacksmith_moscow_kovka)

Функциональные предметы

Виды:

• бра, люстры;
• лестничные перила для лестниц внутри или снаружи дома;
• перегородки, ширмы;
• подставки, вешалки;
• рамы для зеркал или картин;
• дверная арматура;
• решетки на окна;
• дверные полотна;
• цветники, каминные решетки.

Декоративные вставки

К подобным элементам относятся декоративные элементы для внутренней и внешней отделки домом — ветви, подсвечники, вазы, настенные панно.

Кованые вазы (Фото: Instagram / nikitademm)

Процесс ковки

Когда заготовка будет разогрета до требуемой температуры, ее стоит обжать. Это нужно делать для устранения различных раковин, пустот и трещин в структуре болванки. Процесс проводят следующим образом. Заготовку вытаскивают из горна и ударами молота проходят ее поверхности от середины до краев (сначала верхнего, а потом нижнего).

Прежде чем планировать изготовление вещей, стоит рассчитывать на то, что при обжимке заготовка потеряет часть своего объема в виде окалины. Она образовывается на поверхности болванки, откуда ее удаляют, используя инструменты: клещи и щетки.

Когда обжимка проведена, переходят к собственно поковке изделия. При этом используют различные приемы для получения нужной формы.

Чтобы на поверхности образовались утолщения, используют способ местной осадки. Также этот прием используют, если нужно уменьшить длину заготовки и сделать ее более толстой. Для этого мастер наносит удары сверху заготовки, расположенной в вертикальной плоскости. При этом металл будет деформироваться и утолщаться. Удобно делать полную обсадку, зажав разогретую заготовку в тисках, но нужно спешить, иначе металл будет очень быстро остывать от холодного приспособления для зажима.

После осадки опять нужно сделать обжимку, чтобы придать структуре однородность!

Одна из разновидностей осадки — высадка. Ее используют, когда нужно получить на поверхности изделия утолщения. Для этого нагрев заготовки делают только в месте высадки.

Если нужно, наоборот, удлинить заготовку, проводят так называемую протяжку. Используют три способа, которыми можно сделать этот прием. Наиболее простой — протяжка на плоских бойках. Для этого заготовку разогревают. Далее, ее проходят молотом по всей длине и, переворачивая на 90 градусов, делают ту же работу. Прием стараются проводить за один разогрев. Довольно часто используют такой подвид протяжки, как расплющивание по всей длине. Основные инструменты при этом молот или кувалда.

Протяжка (вытяжка) металла

Иногда при ковке в домашних условиях нужно сделать в изделии сквозное или глухое отверстие. В таком случае используют прием прошивки. В качестве основного приспособления выступают пробойники различного сечения. При этом заготовку разогревают и укладывают на наковальню сверху круглого отверстия. Установив пробойник, по нему наносят удары. Прошивку можно делать как с одной стороны, так и с обеих.

Для разделения заготовки или изделия на части используют способ рубки. Нагревают металл до темно-красного цвета и, уложив его на наковальню, кузнечным зубилом рубят три четвертых его толщины. После чего поковку переворачивают и дорубают остаток, используя те же инструменты.

Также довольно часто в кузнечном деле использую способ гибки заготовок. Простые формы получают, используя в качестве основного приспособления наковальню с отверстиями. Более сложные кованые элементы формируют, изгибая заготовки на различных шаблонах.

Еще один прием, часто использующийся в художественной ковке — скручивание. Заготовку при этом разогревают и жестко фиксируют в тисках, другой конец проворачивают, используя как основное оборудование вороток.

Когда изделие готово нужно стабилизировать металл.

Это интересно: Как выполняется ремонт радиатора охлаждения двигателя автомобиля — рассмотрим все нюансы