Кузнечное дело пришло к нам из глубокой древности, из каменного века. В те далекие времена одновременно с обработкой камня и дерева человек постигал тайны кузнечного мастерства. Во многих музеях мира хранятся кузнечные инструменты давних времен: небольшие круглые камни с кольцевым пояском — молотки, овальные плоские массивные камни — наковальни. При микроскопическом изучении на поверхности этих камней были обнаружены следы самородного металла. На стенах древних египетских храмов сохранились рельефы, изображающие людей, работающих каменными молотками. За более чем 10 тысяч лет кузнечное дело превратилось в одно из самых нужных и необходимых производств, без которого невозможно создание ни одной машины и механизма, ни одного станка и космического корабля. Сегодня кузницы страны оснащены самыми мощными в мире прессами и молотами, их обслуживают роботы и манипуляторы, управляемые с помощью ЭВМ.
В этой статье мы приоткроем одну из страниц кузнечного искусства. Мы познакомим любителей технического мастерства с красотой кованого художественного металла, расскажем об основных приемах работы, инструменте и оборудовании.
Кузнечный инструмент
Наковальня и шперак.
А — ручник — основной инструмент кузнеца. Б, В — боевой молот (кувалда) — инструмент молотобойца.
Кузнечное дело связано с огнем, раскаленным металлом, мощными ударами молота, поэтому для удобной и безопасной работы необходимо подобрать для кузницы подходящее место, обзавестись надежным инструментом, приобрести брезентовый фартук, рукавицы и защитные очки. Все кузнечные работы желательно проводить на открытом воздухе, место выбрать такое, где бы вы не мешали окружающим.
Основные инструменты кузнеца — молоток, клещи, наковальня, тиски и горн. Молоток, или, как его называют кузнецы, ручник, несет главную ударную нагрузку, н поэтому он должен быть особенно надежен. Расклинивать рукоятку молотка лучше при помощи металлического «заершенного» клина. При работе «в две руки», то есть с молотобойцем, применяют тяжелые боевые молоты или кувалды весом до 16 кг.
Кузнечными клещами вынимают нагретые заготовки из горна и удерживают их во время ковки. Клещи должны быть легкими, с пружинящими рукоятками. Для зажима заготовки на рукоятки клещей иногда надевают специальное кольцо — шпандырь. Губки клещей должны соответствовать форме заготовки. Клещи с плоскими губками предназначены для плоских листовых и полосовых заготовок, с цилиндрическими или уголковыми губками — для продольного захвата круглых прутков, с радиусными губками — для захвата заготовок сложной формы.
Большинство кузнечных работ производят на наковальне. Существует несколько разновидностей наковален, начиная от прямоугольного стального бруса до наковален с несколькими рогами, различными технологическими выступами и отверстиями. Наиболее удобна в работе двурогая наковальня массой от 70 до 250 кг. На ее лицевой поверхности имеются одно или два круглых отверстия (диаметром 12—15 мм) для пробивания отверстий в поковке и одно квадратное отверстие (35 X 35 мм), расположенное в районе хвоста, в которое вставляют подкладной инструмент (нижняки).
Наковальню устанавливают на массивную деревянную колоду-стул, которую закапывают в землю и хорошо утрамбовывают или заливают бетоном. При мелких работах наковальню можно устанавливать просто на скамью через прокладку из толстой листовой резины. О хорошем качестве наковальни говорит высокий и чистый звук при ударе по ней молотком. Поверхность наковальни должна быть ровной и гладкой, а края — без заминов и сколов.
Для мелких работ в качестве опорного инструмента применяется шперак, который вставляют хвостовиком в квадратное отверстие наковальни.
Кузнечные стуловые тиски предназначены для зажима заготовок. Тиски изготовляются из стали (поэтому в отличие от чугунных они хорошо выдерживают удары) и надежно крепятся на специальном стуле или на основном столбе верстака.
Не обойтись кузнецу и без подкладного инструмента. Его подставляют под ручник или боевой молот при выполнении определенных операций.
Кузнечное зубило отличается от слесарного тем, что оно имеет отверстие (всад) для рукоятки. Рабочая часть зубила может располагаться параллельно рукоятке или перпендикулярно. В первом случае зубило служит для поперечной рубки, во втором — дляпродольной. Для рубки заготовок без молотобойца применяют подсечку, которую устанавливают в гнездо наковальни, а на нее накладывают заготовку и рубят ударами ручника.
Отверстия пробивают пробойниками, у которых рабочая часть может быть круглой, квадратной или прямоугольной в зависимости от формы пробиваемых отверстий.
Для выравнивания поверхностей применяют гладилки с плоскими или цилиндрическими рабочими поверхностями.
В качестве парного подкладного инструмента для придания поковкам правильных цилиндрических или призматических форм применяют обжимки, а Для ускорения протяжки металла — подбойники. Верхняя часть инструмента (верхники) имеет деревянные ручки. Нижнюю часть (нижники или исподники) вставляют четырехгранным хвостом в квадратное отверстие наковальни. Для высадки головок болтов и гвоздей применяют специальные доски с отверстиями — гвоздильни.
Для изготовления завитков, меандров и кривых из прутков и полос, а также деталей из листового материала применяют разнообразные фасонные и профильные оправки, плиты с отверстиями для штырей, пазами и вырезами.
Горн — наиболее сложный инструмент кузнеца. Стационарные горны устанавливают обычно у капитальной стены или в центре помещения, они служат как бы сердцем кузницы. Постамент для очага делают из металла, кирпича или камня. В сельских местностях это чаще просто ящик с деревянными, кирпичными или каменными стенками, заполненный утрамбованным песком с глиной и камнями.
Для работы в полевых условиях, а также для любительских целей можно сделать несложный переносной горн. Другой вариант — расположить очаг в углублении в земле. Воздух подают бытовым электровентилятором, пылесосом или ножным автомобильным насосом. Топливом служат древесный или каменный уголь, кокс, торф, дрова и кора, а также их смеси. Для небольших кузнечных работ можно сложить очаг из огнеупорного кирпича, использовав для нагрева паяльную лампу.
Кованые художественные изделия обычно выполняют из низкоуглеродистых сортов стали. Отобрать такую сталь несложно: она практически не дает искр на наждачном круге. Нагревают заготовку на спокойном огне до светло-желтого (лимонного) цвета, не допуская горения металла. Прекращают ковать при темно-красном свечении.
Приемы работы
Кованый металл требует лаконичного, законченного рисунка. Поэтому необходимо тщательно подойти к отбору композиции, проработать ее в эскизах или вылепить из пластилина. Желательно изготовить шаблоны всех элементов из проволоки и только после того, как вас удовлетворит общий замысел и композиция изделия, начинать ковать.
Рассмотрим технологию работы на примере небольших декоративных решеток (см. рис.), которыми прикрывают батареи, окна, которые устанавливают на дачных и садовых участках и т. д.
Решетка состоит из рамки, в которую вделаны две волюты (завитка). Для изготовления волют берут полосовой или прутковый материал, отрубают зубилом или при помощи подсечки требуемую заготовку, а затем на коническом роге наковальни или на оправке гнут по шаблону фигуру заданной формы. Квадратную рамку делают из полосы, концы соединяют заклепками или кузнечной сваркой. Отверстия в тонкой (1—2 мм) полосе можно пробить пробойником без нагрева, а в толстой — с нагревом. Заготовку кладут на наковальню над круглым отверстием, устанавливают пробойник и ударяют по нему боевым молотом, в отверстия вставляют заклепки и расклепывают.
Для соединения концов рамки кузнечной сваркой металл нагревают под слоем флюса (кварцевый песок, бура или поваренная соль) до температуры белого каления, накладывают один конец полосы на другой и ударами молота сваривают их.
В готовую рамку вставляют волюты и соединяют их с рамкой с помощью заклепок или перехватов (тонких скоб). Чтобы вещь выглядела «под старину», концы волют заканчивают плотным шариком или лапкой, а места соединения закрывают перехватами.
Центральный рисунок другой решетки состоит из восьми одинаковых С-образных завитков. Здесь также необходимо вначале изготовить шаблоны, по ним выгнуть завитки, пробить в них отверстия для заклепок и собрать в рамку.
Несколько сложнее изготовить подсвечники, подставки для цветов — здесь требуется совместить несколько технологических операций. Например, для изготовления трехрожкового подсвечника необходимо отковать 3 гнутых кронштейна для основания, 2 кронштейна для свечей, 3 тарелочки и центральный стержень. Для центрального стержня берут заготовку квадратного сечения. Один из ее концов зажимают в стуловых тисках, на второй надевают вороток или газовый ключ и скручивают в продольном направлении. У холодного металла получается больший шаг, у горячего — меньший. Если нужно скручивать большое число одинаковых заготовок на один и тот же угол, на заготовку надевают ограничительную трубу и закручивают до тех пор, пока вороток не упрется в трубу. Чтобы получить переменный шаг, нагретый металл охлаждают мокрой тряпочкой по мере его закручивания или дают заготовке неравномерный нагрев по длине. В заключение на стержне оттягивают небольшой цилиндрический кончик для крепления центральной тарелочки.
Для изготовления тарелочек для свечей, цветов, розеток нужно раскроить металл и фасонными зубильцами вырубить по контуру. После этого с помощью оправок, молотков и зубильцев придают изделию задуманную форму и пробивают центральное отверстие для крепления. Большое число одинаковых розеток можно изготовить штамповкой эластичным инструментом (этот метод был известен еще древним скифам в VII веке до нашей эры). На штамп с каким-либо рельефом накладывают заготовку из тонкого мягкого металла, на нее устанавливают эластичную прокладку (листовой свинец или толстая резина) и по прокладке наносят сильный удар. Для предохранения свинца от растрескивания края его схватывают бандажом из стального кольца. На заготовке получается обратная копия рельефа. Таким способом можно отштамповать цветки, розетки и т. п. Штамп изготавливают из металла, камня и даже из твердых пород дерева. Окончательную сборку подсвечника производят с помощью заклепок или кузнечной сварки.
Большого искусства требует изготовление светцов. В XVIII—XIX веках светец был одним из самых распространенных предметов быта, его старались всячески украсить. Кузнец, ковавший светец, вкладывал в работу всю душу и мастерство. При ковке светцов используют многие приемы, начиная от гибки и кончая кузнечной сваркой. Центральный, основной стержень имеет, как правило, осевую завивку, снизу он разрубается зубилом обычно на четыре части и крепится и массивному кольцу—основанию. Часто стержень украшают завитками или змейками, которые приклепывают или приваривают. Наибольшее внимание уделяют «голове» светца. Для лучин делают расщепы продольной разрубкой вертикальных стержней, а для свечей выковывают втулку.
По такой же примерно технологии можно изготовить и современную настольную лампу или торшер. Красивые кованые стойки получаются из двух или четырех разрубленных вдоль оси и скрученных стержней. После разрубки ветви расширяют, проковывают, а затем скручивают на небольшой угол (см. рис.). Интересную скрутку можно получить из нескольких тонких прутков, сваренных по концам. Во время закрутки необходимо ударом молотка несколько осаживать стержни вдоль оси.
Над абажуром нередко делают шишку из витого металла. Завить ее тоже дело непростое. Вначале оттягивают пруток, а затем сворачивают в три-четыре витка одну часть заготовки. Противоположный конец стержня закрепляют в тисках и сворачивают аналогичным образом. После чего две свитые фигуры помещают одну над другой и после очередного нагрева всю шишку, с помощью оправок, молотка и зубила растягивают на определенную длину. Основу абажура можно сделать из просечного металла. На Руси из просечного металла делали подзоры, которыми завершали свесы крыш, гребни фронтонов и водосливных труб. Работа эта не очень сложная, хотя и кропотливая. На листовую заготовку наносят рисунок, а затем с помощью зубильцев на наковальне делают просечку. Чтобы не испортить лица наковальни, под заготовку подкладывают лист из мягкого металла. Для пробивки большого числа фасонных отверстий обычно изготовляют специальные пуансоны и матрицы.
Для создания одинаковых орнаментов по листовому металлу можно применять также тиснение с помощью матричных досок, изготовленных литьем с последующей гравировкой. Этот вид обработки называется басма. На матричную доску накладывают лист металла толщиной 0,2—0,3 мм, затем кладут подушку из свинца или листовой резины, и по ней наносят удары деревянным молотком или же зажимают в тисках или в прессе.
Кованые фонари или светильники часто украшают акантовыми листьями и завитками. Их изготовляют из листового материала. Вначале делают развертку изделия, затем вырубают по контуру. Заданную форму придают с помощью специальных молотков и оправок. Соединяют листья с изделием заклепками или кузнечной сваркой.
Кованым металлом можно интересно оформить двери, калитки и ворота. Основным декоративным элементом дверей и ворот на Руси были жиковины (особый вид петель), дверные ручки, накладные секирные замки и личины.
Жиковины выковывали из толстого листового материала. На одном конце сгибали втулку для оси, а на другом — делали декоративное завершение в виде червонок или завитков (см. рис.). Для изготовления завитков основную полосу разрубали на продольные полосы, которые затем расковывали иоформляли в завитки. Поверхность жиковин украшали насечкой, точками, кружками и другими элементами орнамента. На кованых поверхностях часто делали «набивку» — гладилками и молотком придавали им граненую поверхность.
Дверное кольцо, или стукало, изготовляется методом гибки из круглого прутка, а бусина посередине кольца — высадкой и последующей проковкой на обжимках. Накладку под стукало вырубают из листового материала и украшают орнаментом.
На деревянных воротах очень выразительно выглядят секирные замки. Центральная часть секирных накладок имеет красивую просечку, под которую подкладывают цветные материалы,— это украшает ворота. С такими же декоративными просечными накладками делали прежде шкатулки, сундучки и подголовники.
В заключение отметим, что кованый и просечной металл очень хорошо смотрится как самостоятельно, так и в сочетании с цветным стеклом, поделочным камнем, тонированным деревом и гладкими тканями.
