Ковка меди своими руками
Добавил пользователь Alex Обновлено: 16.09.2024
В промышленности, особенно в авиационной и моторостроительной, широко применяется горячая и холодная штамповка цветных металлов и сплавов. Свободной ковке цветные металлы и сплавы подвергаются редко.
Для ковки цветных металлов и сплавов служат те же машины, которые применяются и для ковки черных металлов, т. е. ковочные и штамповочные молоты и прессы, и соответствующий кузнечный инструмент. Ковка-штамповка цветных металлов ведется на основе тех же правил и приемов, которыми осуществляется ковка-штамповка черных металлов. В дополнение к общим правилам ковки-штамповки черных металлов необходимо лишь сказать о некоторых специфических особенностях, которые необходимо учитывать при ковке-штамповке цветных металлов и сплавов.
Цветные металлы и сплавы, подвергающиеся кузнечной обработке, можно подразделить на две группы: тяжелые и легкие.
К группе тяжелых металлов и сплавов относятся мель, бронза, никель, нихром, латунь; к группе легких — алюминий, дюралюминий и сплавы магния. Рассмотрим основные условия ковки некоторых сплавов.
Медь применяется преимущественно в электропромышленности для изготовления деталей электроаппаратуры, шин проводов и т. п. При температуре от 250 до 600° С медь имеет малую вязкость, а при температуре выше 800° С повышенную хрупкость; поэтому при температуре выше 800° С ковать и штамповать медь нельзя. В чистом виде медь очень редко подвергается ковке и штамповке; кузнечной обработке обычно подвергаются сплавы меди—латунь и бронза.
Латунь — это сплав меди с цинком. Наиболее часто подвергается кузнечной обработке так называемая ковкая латунь, состоящая из 59% меди, 45% цинка и от 1 до 0,5% свинца. Иногда для штамповки применяется латунь, не содержащая свинец. Штампуется латунь на том же оборудовании, теми же методами, которые применяются для штамповки стали. Нагревать латунь можно в обычных кузнечных печах, которые обеспечивают равномерную температуру нагрева.
При штамповке латуни необходимо учитывать некоторые особенности. Во-первых, температурный интервал штамповки латуни небольшой — от 730 до 750° С, оптимальная температура штамповки 730—720° С. Поэтому штамповать латунь нужно очень быстро, желательно за один удар. Во-вторых, обрезка заусенцев производится при температуре ковки, т. е. 730—720° С, или после охлаждения поковки до комнатной температуры.
Бронза — это сплав меди с алюминием, оловом и другими элементами. Алюминиевая бронза хорошо куется и штампуется на прессах и молотах. Температурный интервал ковки алюминиевой бронзы находится в пределах 900—750° С. Нагревать бронзу можно в тех же печах, которые применяются и для нагревания стальных заготовок.
Алюминий и дюралюминий — металлы серебристо-белого цвета, очень пластичные, хорошо поддающиеся штамповке.
Дюралюминий — сплав алюминия с медью (до 4,5%), марганцем и магнием (около 0,5% каждого). Температурные интервалы ковки: алюминия 475—425° С, дюралюминия 470—380°.
Алюминиевые сплавы особенно широко применяются в авиационной промышленности, так как они легкие и достаточно прочные. Нагревают алюминий и его сплавы, как правило, в электрических печах сопротивления, причем нагреваются они значительно медленнее, чем сталь.
При штамповке алюминия и его сплавов, которая может производиться как на молотах, так и на прессах, необходимо учитывать следующие особенности:
1. Весь применяемый кузнечный инструмент (штампы, бойки и т. д.) необходимо перед штамповкой подогревать до температуры 200—250° С.
2. Слитки и заготовки прямоугольной формы, как показывает опыт, штампуются лучше, чем слитки или заготовки круглой формы, которые часто при ковке дают трещины; поэтому не следует применять круглые слитки и заготовки.
3. Алюминиевые сплавы способны прилипать к поверхности штампа, отчего поковки приобретают неровную поверхность. Поэтому рабочая поверхность штампа должна быть тщательно отшлифована. Во время штамповки эту поверхность необходимо смазывать, а штампы перед работой прогревать до температуры 200—250° С. Смазкой для штампов может служить графит с растительным маслом или мазутом.
4. Смесь алюминиевой пыли с окалиной железа взрывоопасна. Между тем, в одном и том же помещении кузнечного цеха нередко штампуют алюминий и сталь. Необходимо поэтому принимать меры, которые бы исключали возможность соединения алюминиевой пыли с железной окалиной, а следовательно, возможность взрыва.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ
1. Чем отличается ковка инструментальных углеродистых сталей от ковки поделочных углеродистых сталей?
2. Что может произойти с инструментальной углеродистой сталью, если ее нагреть до очень высокой температуры, например до 1300°?
3. Как охлаждать поковки после их изготовления?
4. Отчего при ковке инструментальных сталей могут образоваться ковочные кресты (поперечные трещины) и как их избежать?
5. Отчего могут получиться наружные поверхностные трещины при ковке инструментальных сталей и как их избежать?
6. Отчего может произойти раскалывание заготовки на куски при ковке инструментальных сталей и как этого можно избежать?
7. Какие стали называются легированными?
8. Какие условия нужно соблюдать при нагреве слитков легированных сталей?
9. В каких печах лучше производить нагрев под ковку легированных сталей?
10. Какие правила нужно соблюдать при штамповке алюминия и его сплавов?
Кузнечное ремесло — один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.
Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?
Этапы ковки и приемы
Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.
- Нагрев заготовки.
- Ковка.
- Стабилизация металла.
- Закалка (по надобности).
Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.
При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.
Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача — не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.
Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке — не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.
Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?
Нагревание заготовки перед ковкой
Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.
Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.
Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.
Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.
Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.
Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.
По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, тем он холоднее. На фото изображена схема соотношений цветового спектра к температуре.
Как по цвету определить температуру нагрева
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.
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.
Стабилизация
Очень быстрое остывание материала кованого изделия приведет к неравномерной кристаллизации металла. Как следствие в структуре образуются напряжения, раковины и пустоты. Чтобы избежать таких отрицательных моментов, когда завершиться ковка металла в домашних условиях, нужно задать постепенное и равномерное остывание.
Небольшие поковки можно оставить в очаге горна, где металл будет остывать вместе с печью. Более массивные кованые изделия можно засыпать горячими углями и присыпать золой.
Чем более массивное изделие, тем более плавным должно быть остывание.
Обучиться ковке для начинающих лучше у опытного мастера. Существует много различных приемов и способов такой обработки и изготовления вещей, которые может показать специалист. Тем более при отсутствии практики довольно тяжело соблюдать технологии нагревания и стабилизации металла, без которых изделие либо не получиться, либо будет некачественным.
Однако ручная ковка не так сложна и простейшие вещи можно довольно быстро научиться изготавливать самостоятельно.
А что Вы можете дополнить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт обучения ковки в домашних условиях, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.
это хорошо только фоновая обстановка не располагает. если серьёзно, то рекомендую вдумчиво почитать Правила форума. во избежание, тасазать..
Дмитрий К.
Новичок
shmit
модератор
Дмитрий К.
Новичок
Спасибо, Правила почитаю обязательно.
Ну, если у 3500 мастеров нет такого опыта, то будем наращивать свой))
Андрей Нечаев
Новичок
Спасибо, конечно, всем за ответы, но опыт то такой и желание им поделиться есть у кого-нибудь?
И почему фото моего станка прикрыли надписью? Походу, надо правила почитать))
Приветствую! Мастеров то много, просто тут их нет)) в частности знаю мастера Илью Мишина, он варит ламинат (в т.ч. нержавеющий, в т.ч. с порошковыми сталями, в т.ч. с цветметом, в т.ч. мокумэ) в вальцах. Он есть в ВК, на других ресурсах не знаю как его найти.
Скриншот с его видео, видно какой "маленький" вал и пакеты))
дорофей
Новичок
Здравствуйте. "Мастер", "не мастер".. ковка и ,в частности, ножи для меня хобби. Вальцы есть. Здесь, в "кузнечных станках", темка: "вопрос по хитрым вальцам". Делал как дополнение к прессу. Прессом, на толщину менее 6 мм, не комфортно давить, на вальцах получается одинаковая толщина и равномерная деформация(на "ламинате" например это сложность - чтоб центр был по центру)) При надобности (хвостовик или острие) можно прокатать легким клином. Вечером фотки подкину.
дорофей
Новичок
1 D2 х 40х13 центр 1мм. толщина лезвия от места упора 4.5мм до острия 2.5мм прокатана, хвостовик до 1,5мм
2 состав и габариты те-же только центр 0.5мм. еще не шлифовал спуски, только после закалки вскрыл посмотреть.. "дамаск" тоже катается ровно, под рукой нет ни чего пофоткать. такой вот опыт
Необходимость специальных знаний при произведении ковки металла в домашних условиях
Для того чтобы производить изделия из металла, мало сделать кузницу. Ковка металла предусматривает необходимость глубоких знаний по их свойствам. Поскольку кузнец использует различные материалы, для изготовления своих изделий. Соответственно, разные марки сталей и других металлов имеют и разные физические и механические свойства. То есть, необходимо применять разные технологии ковки для чёрных металлов и для цветных и сплавов. Для обработки разных металлов могут понадобиться и разные приспособления для кузницы, которые должны быть в арсенале кузнеца.
Ковка металла в домашних условиях- часть 1. Свойства металла
Материалы для использования при ковке металлов в домашних условиях
Самый распространённый металл для ковки – это сталь, состоящая из железа и углерода. По количество углерода, стали разделяют на углеродистые, среднеуглеродистые и высокоуглеродистые. Соответственно, процентное содержание углерода в них: 0,25%, 0, 25-0,6% и 0,6-2,0%.
Чем больше углерода в стали, тем она лучше закаливается и имеет большую твёрдость. Однако стали с меньшим содержанием углерода имеют большую теплопроводность и легче поддаются ковке, что актуально, когда происходит ковка металла в домашних условиях.
Для кузнечных работ используют и некоторые виды цветных металлов. Так широко используется медь и ее сплавы, а также находит применение алюминий. Среди сплавов из меди, которые использует кузнец, находятся разные марки латуни и бронзы.
Структура состава металлов для ковки в домашних условиях
Любой металл имеет поликристаллическую структуру, состоящую из зёрен металла и тончайших прослоек неметаллических включений и оксидов между ними. Сами зёрна являются кристаллами с размерами от 0.01 до 0.1 миллиметра. Прочность металла напрямую зависит от размера зёрен. Чем меньше зерно, тем прочнее металл.
Благодаря более слабой связи между зёрнами, чем в них самих, зёрна во время ковки скользят в направлении деформации. После ковки получается мелкозернистая прочная строчечная структура металла. Зёрна и неметаллические соединения вытягиваются вдоль направления течения металла.
Подбор температур ковки металлов в домашних условиях
В зависимости от температурного режима, в котором проводится ковка металла, может получиться разная его структура по размерам зёрен. Для каждой марки металла существует определённый температурный диапазон, в котором осуществляется его ковка. При завышенных температурах обработки, есть риск увеличения размеров зёрен, во время остывания.
Человек, взявшийся за кузнечное дело должен разобраться в особенностях режима термообработки, для разных марок металлов.
Занятие кузнечным делом требует кузнечного оборудования, сделанного своими руками. Также при подходе к работе, следует задуматься, как создать горн. Следует освоить электросварку. А труба в ППУ изоляции прайс на которую посмотреть несложно, варится разнвми аппаратами сварочными. Очень хорош в работе сварочный аппарат САТ-1, а работе с холодной ковкой облегчает работу, нежели горячей.
Читайте также: