Техника художественной эмали, чеканки и ковки

Кузнецы узких специальностей продолжали совершен­ствовать технологию каждый в своей области. При про­изводстве ювелирных и декоративных изделий появились и получили дальнейшее развитие подкладные штампы. Замочники стали изготовлять отдельные детали замков холодным способом. Появились специальные инструменты: напильники, тиски, зубила. Развилась техника пайки (отлич­ная от горновой) и мало-помалу замочники отделились от кузнецов, дав начало новой отрасли производства — слесарной, получившей свое название значительно позже (в XVIII в.) от немецкого слова schlisen — замок.

Однако основные приемы свободной ковки, известные с глубокой древности, сохранились до наших дней — это простые операции: вытяжка, осадка, рубка, пробивка отвер­стий, изгибание, скручивание, сварка, насекание рисунка. Все эти операции выполнялись ручником на наковальне, используя ее отдельные участки (рог, лицо), или с при­менением вспомогательных инструментов: зубила, под­бойки и т.д. При этом каждый кузнец знал особенности обработки различных сортов стали, многие хитрости и секреты, известные иногда только ему.

Устройство кузницы. Помещение для кузницы должно быть достаточно просторным и светлым. Полезная пло­щадь — около 40 м2 при высоте 3 — 4 м. Стены кузницы могут быть кирпичные или деревянные. При постройке кузницы из дерева стены следует отштукатурить с внутренней стороны. Гладкий пол, который легко убирается. Важ­нейшим оборудованием является горн — на один или два огня под одним дымоходом. От горна на расстоянии 1,5 — 2 м устанавливают наковальню, на некотором расстоянии от нее — стуловые тиски.

Ящики для воды монтируют вместе с конструкцией горна или возле нее. В старых русских кузницах исполь­зовали деревянную бочку, которую на две трети зарывали в землю. Это позволяло держать воду холодной, что необходимо при закалке инструмента или охлаждении его.

Нужно найти удобное место для кузнечного инструмента. Его можно вешать на стене, на колпаке дымо­хода или в специальной стойке, что и практиковалось у русских мастеров.

Ящики для песка, передвижные козлы из стали, свер­лильные станки, пневматический молот, рычажные ножницы, автогенный сварной аппарат в качестве передвижного горна — все это поможет художнику-кузнецу более полно и качественно воплощать свои идеи в материале. Поэтому нужно помнить, что все инструменты и приспособления должны всегда находиться на определенном месте, в стро­гом порядке. То, что требуется чаще, надо положить ближе. Инструмент, который берут правой рукой, должен быть справа; то, что берут левой, — слева. Под рукой нужно иметь только тот инструмент, который необходим для данной технологической операции.

§ 1. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВОБОДНОЙ РУЧНОЙ КОВКИ

Для кузнечных работ применяются металлы и сплавы, обладающие ковкостью и пластичностью. Из черных метал­лов этими качествами обладают некоторые марки стали (сталь — это сплав железа с углеродом и другими элемен­тами). По своему строению этот сплав представляет тело, состоящее из кристаллических зерен, связанных между собой силой межкристаллического сцепления. Сталь харак­теризуется по своему химическому составу, т. е. по содер­жанию тех элементов, которые в нее входят.

Обязательными компонентами стали являются: железо и углерод, а также кремний, марганец, сера, фосфор. Главным элементом стали является углерод, содержание которого (обычно от 0,1 до 1,7%) и обусловливает характер стали. При содержании углерода до 0,1% сталь очень мягкая, легко куется, хорошо сваривается кузнечным спо­собом, не принимая закалки. В .практике такую сталь называют железом.

При содержании углерода от 0,1 до 0,3% и других примесей до 1% сталь называется поделочной. Такая сталь отвечает всем требованиям, которые возникают при худо­жественной ковке.

При содержании углерода от 0,08 до 0,85% получают сталь средней твердости (конструкционная). Она хорошо куется при надлежащем нагреве, хорошо закаливается, плохо сваривается.

При содержании углерода от 0,6 до 1,35% сталь называ­ется высокоуглеродистой или инструментальной. Эта сталь куется значительно труднее, требует очень умелого про­ведения нагрева перед ковкой и самой ковки при опреде­ленных температурах.

При содержании углерода до 2% сплав называется чугуном. Чугун твердый, хрупкий сплав, не поддающийся ковке.

Для изготовления кованых художественных изделий применяются стали обыкновенные углеродистые (ГОСТ 380-71). Такие стали маркируются буквами Ст и цифрами от 0 до 6. Лучшими из них являются марки СтО, Ст1, Ст2. Из углеродистых качественных конструкци­онных сталей (ГОСТ 1050 — 74) можно применять марки 10 (углерода 0,07-0,14%) и 15 (углерода 0,12-0,19%). Но эти стали дорогостоящие. Для изготовления слесарных и куз­нечных инструментов применяются стали инструментальные углеродистые (ГОСТ 1435 — 74). Их выпускают и с содержа­нием углерода от 0,6 до 1,4%.

Буква У — означает углерод, цифра после буквы — про­центное содержание углерода с точностью до десятой доли.

В табл. 10 приведены марки стали и применение этих сталей при изготовлении инструмента.

Таблица 10

Марка стали

Содержание углерода, %

Применение

У 7

0,65-0,74

Чеканы, зубила, отвертки, кувалды, слесарные и чеканные молотки.

У8

0,75-0,84

Чеканы, штихили, граверные зубила, пуан­соны

У9

0,85-0,94

Зубила по камню, инструменты по дереву

У10

0,95-1,04

Сверла, метчики, развертки, напильники.

У 12

1,15-1,24

Пилы по металлу Сверла, метчики, шаберы

У 13

1,25-1.35

Резцы по твердому металлу, зубила, волочильный инструмент

Для изготовления инструментов можно применять и некоторые марки легированных сталей (ГОСТ 5950 — 73), в состав которых кроме железа и углерода входят раз­личные легирующие элементы: кремний, хром, вольфрам, ванадий, молибден, никель.

Примеси хрома делают сталь нержавеющей, кислото­упорной. Хром увеличивает твердость, понижает вязкость. Хромистая сталь требует медленного нагрева, куется трудно (если содержание хрома превышает 1%).