Живое ремесло ковки

Какие обычно возникают ассоциации при словах «кованая ограда», «оконные решетки», «кованая садовая мебель»? У кого-то пред взором встанет груда черного металла, а у кого-то — изящные ажурные конструкции, поражающие своей красотой и поэтичностью.

Ковку, как правило, производят при нагреве металла до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию.

(Фото: http://www.zdspb.ru/)

Выполненные стоящим мастером кованые изделия — это произведения искусства. Они элегантны, смотрятся изысканно и солидно, подчеркивая великолепный вкус и престиж их владельца. Кованые изделия всегда в моде, а значит, хороши для инвестирования: с годами их цена только возрастает. Кроме того, металл органичен — он великолепно сочетается с камнем, стеклом, древесиной и даже текстилем. Все это дает необъятные возможности для творчества и воплощения самых смелых идей. Помимо декоративной, металл выполняет защитные функции. Оконные решетки, заборы, ограды не только украсят дом, но и надежно защитят его от нежелательных гостей. И еще один веский аргумент в пользу кованых изделий. В наш век царства технологий и машин кузнечное мастерство осталось одним из последних «живых» ремесел.

Кованые изделия — это не только решетки, лестницы и мебель. Это также балконные ограждения, каминные аксессуары, кованые фонари, подсвечники, оранжереи, мангалы, ажурные арки, стильные этажерки, вазоны, подвесные карнизы, балконные кроншт ейны и многое, многое другое.

Всякому металлу свое место

Кованые изделия, несущие основную ландшафтную «нагрузку» — это ограда участка, решетки на окнах, лестница и садовая мебель. Каким требованиям они обязаны отвечать?

Ограждающая конструкция должна гармонировать с домом и окружающим его ландшафтом — по этому вопросу грамотную консультацию даст специалист, который сможет определить оптимальную высоту забора, исходя из площади участка и дома. Оптимальной высотой внешней кованой ограды считается 1,5–2,5 м. В этом деле важно рассчитать прочность фундамента, поскольку металлические изделия достаточно тяжелы.

Требования к решеткам на окна практически те же — решетки должны быть выдержаны в том же стиле, что и само здание, и находиться в тесной художественной взаимосвязи с рисунком ограды, ворот, балконных ограждений и элементами ландшафтного дизайна.

Для лестницы главное — ее прочностные характеристики, а потому специалисты рекомендуют ступени делать из стали или чугуна.

И, наконец, кованая мебель. Поскольку обычно она изготавливается из низкоуглеродной стали, то имеет большой вес, и, соответственно, ножки будут продавливать покрытие пола. В связи с этим на ножках стульев и стола следует установить подпятники.

В создании кованого изделия важную роль играет материал. Для ковки в основном используют сталь — сплав железа и углерода. По доли углерода сталь делится на низкоуглеродистую (до 0,25%), среднеуглеродистую (0,25–0,6%) и высокоуглеродистую (0,6–2%). С увеличением этой доли возрастает твердость и закаливаемость, но снижается пластичность и ковкость. Для улучшения тех или иных свойств в сплав вводятся добавки: никель, мышьяк, медь, фосфор, сера и др.

Кованые изделия

Идеальными для кузнечных работ считаются стали с содержанием углерода в них 0,1–0,3%. Они характеризуются наибольшей пластичностью и наименьшей гибкостью при одних и тех же термических режимах, выдерживают многократные нагревы, не деформируются и не дают пластических напряжений. Довольно часто используются высокоуглеродистые стали, но они чаще применяется для изготовления низконапряженных конструкций там, где нет ударных и вибрационных нагрузок.

Но как же используют другие металлы? Из чугуна производят всевозможные детали (например, пики для оград), винтовые лестницы. Латунь используют для изготовления небольших ручек, ключиков, фурнитуры для мебели и архитектурных деталей — колонн, перил или ограждений. Из меди чаще всего делают кровли, а также вытяжки над камином или плитой.

Как рождается шедевр

Прежде чем кованое изделие украсит собой дизайн дома или ландшафт окружающего пространства, оно проходит несколько подготовительных этапов. На встрече заказчика и исполнителя определяются формы и размер будущего изделия. Кроме того, мастер должен осмотреть место будущей установки изделия, чтобы определить, подойдет ли оно интерьеру (экстерьеру), выдержат ли изделие несущие конструкции. Также просматриваются каталоги, чертятся планы и эскизы. На этом же этапе выбирается вид металл и (если в этом есть необходимость) создается картонный макет будущего изделия.

Следующий шаг — изготовление изделия, над которым может работать один кузнец или несколько профессионалов. Металл может обрабатываться с помощью горячего или холодного метода ковки. После того как заготовка достаточно нагрета в горне (при горячем методе), ее вынимают и начинают выковывать на наковальне. Основными инструментами, которыми сегодня пользуется кузнечный мастер при создании кованого изделия, как и сотни лет назад, остаются все те же проверенные временем инструменты — кувалды, ручники, пробойники, гладилки, клещи, тиски. Все операции, производимые при художественной ковке, подразделяются на гибку, скручивание, вытяжку, рассекание и т. п.

После того, как все детали выполнены, их дополнительно обрабатывают — все неровности убираются, придается большее изящество. И только после этого отдельные изделия свариваются в одно целое (ограда, решетка, лестница и т. д.) и наносится защитное покрытие.

Заключительный этап — монтаж готового изделия и расчет с заказчиком. Да, стоимость трудов окажется весьма немаленькой: работа действительно очень трудоемкая, зачастую — эксклюзивная, затратная и требует большого мастерства. На цене изделия сильно сказывается сложность его производства — чем сложнее орнамент, тем дороже. Но ведь эта красота, которая придаст особый шарм всему интерьеру (экстерьеру), порадует не одно поколение.

Горячо или холодно?

Ковка — обработка металла давлением, при котором инструмент оказывает многократное прерывистое воздействие на заготовку, в результате чего она, деформируясь, постепенно приобретает заданную форму и размеры. По способу обработки ковка бывает «горячей» и «холодной». Отличительной чертой первого метода является то, что для придания формы материал нагревается. При высоких температурах металл становится пластичным, что позволяет делать из него настоящие шедевры — получаются такие орнаменты и узоры, какие невозможно сделать ни на одном, даже самом современном, станке. Среди всех известных технологий обработки металлов горячая ковка относится к категории самых трудоемких и дорогих.

Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла, а также от вида операции или перехода. Для стали температурный интервал составляет 800–1100°С, для алюминиевых сплавов — 420–480°С, для размягчения меди — 500–600°С. Идеальный материал для ковки — мягкая сталь, которая в разогретом состоянии практически течет.

В зависимости от химического состава сталей, размеров поковок и требований, предъявляемых к готовым деталям, возможно применение различных видов термической обработки сталей.

Отжиг. Сталь нагревается до определенной температуры, выдерживается, а затем очень медленно охлаждается (чаще всего вместе с горном или печью).

Отпуск. Закаленная сталь нагревается, выдерживается при этой температуре некоторое время, после чего быстро или медленно охлаждается, как правило, на воздухе.

Закалка. Деталь быстро нагревают до высокой температуры, выдерживают до полного прогрева и так же быстро охлаждают в проточной охлаждающей среде.

Для охлаждения могут быть использованы разные среды. Для быстрого понижения температуры используется вода, для умеренного — масло, и самого умеренного — воздух. Углеродистые стали (с содержанием углерода от 0,3 до 0,6%) охлаждают, как правило, в воде, легированные — в масле, а высоколегированные — в потоке воздуха.

Подогрев металл до нужной температуры, кузнец отправляет его на наковальню — опору, на которой производится ковка металла.

Ковка металла без нагрева заготовки называется «холодной». Плюс такого метода — удобство обработки и существенное удешевление процесса. Но, с другой стороны, холодная ковка требует от металла высокой степени ковкости — совокупности определенной степени вязкости, пластичности и текучести. В современных условиях холодная ковка применяется главным образом в ювелирном деле — для обработки золота, серебра, меди и платины.

Поскольку ковка производится без нагрева металла, то приходится прилагать серьезные усилия, чтобы согнуть металл. При этом могут образоваться трещины и серьезные разрывы. Избавиться от этой проблемы можно благодаря своевременному отжигу изделия. В результате получается прочное и совершенное кованое изделие с длительным сроком службы. При необходимости отжиг повторяется несколько раз.

Неотъемлемая часть холодной ковки — гнутье. Прутья, металлические листы, декоративные элементы, вырезанные вручную или машинным способом, гнут, придавая им необходимую форму, после чего все детали спаивают между собой. В настоящее время таким образом собираются заборы, ворота, балконные и лестничные ограждения, каминные аксессуары и т. д. Чаще всего для создания холодных изделий используют не столько ручной труд, сколько труд прессовальных машин, автоматических молотов и кувалд.

Еще одна из разновидностей холодной ковки — штамповка, то есть обработка металлов давлением на прессах с помощью формообразующего приспособления (штампа). С помощью штамповки можно достаточно быстро получить разнообразные мелкие детали, которые впоследствии спаиваются с крупными элементами изделия, например, лепестки цветка или крылья петуха-флюгера. Принцип в обоих случаях одинаковый: заготовка помещается в определенную форму, из которой выходит уже готовое изделие.

Кованые изделия

Железная защита

Металлические изделия, находящиеся на улице, нуждаются в защите. Ведь их поверхность постоянно подвергается влиянию окружающей среды: кислотных дождей, соли на дорогах, атмосферы, насыщенной сернистым ангидридом, постоянным перепадам температур, вибрации и т. д. Чтобы изделие долгие годы не теряло своего внешнего вида и радовало хозяев своей оригинальностью и эстетической свежестью, его нужно подвергать специальной обработке.

Для предохранения от ржавчины используется самый дорогой и наиболее эффективный метод — горячая оцинковка. На металл наносится слой цинка, алюминия, магния, свинца, олова гальваническим методом или изотермическим напылением. Если изделие сложное и его невозможно прокрасить во внутренних и скрытых полостях, то его погружают в ванну с расплавленным цинком. Цинк затекает всюду, включая самые маленькие полости и микротрещины в металле. Такое покрытие позволяет уберечь изделия от ржавчины даже в агрессивной среде на срок не менее 10–15 лет.

Менее затратный способ — использование масла. Нагретое изделие опускается в растопленный животный жир или растительное масло, а после просушки окрашивается олифой. Одна из популярных защит металла сегодня — это лаки, краски и грунтовки. Лаков и красок — множество, но лучше всего зарекомендовали себя лакокрасочные материалы на алкидной, эпоксидной, пентафталевой, акриловой и полиуретановой основе. Они защищают изделие от воды, ультрафиолета, механических повреждений, но в большей степени выполняют декоративные функции.

Вообще, выбрать цвет краски не представляет труда. Но большой популярностью сегодня пользуется краска, которая искусственно старит металл. Такой эффект достигается благодаря «сухому» окрашиванию, когда в золотой краске обмакивают кисть, после чего дают ей немного подсохнуть, и только потом окрашивают поверхность кованого изделия. Благодаря этому достигается эффект «состаривания», кованый предмет кажется старинным.

Есть краски, совмещающие в себе сразу три свойства: нейтрализатора ржавчины, антикоррозийного грунта и покрывной эмали. Благодаря специальной рецептуре, в которую могут входить синтетические смолы с добавлением стирола, силикона и частиц закаленного стекла, они наносятся прямо на ржавчину, закрывая металл цветной «броней».

Лакокрасочные материалы наносят чаще всего кистью, но применяются также методы окунания и порошкового напыления (при помощи пневматического распылителя или в электростатическом поле).

Отдельно надо сказать о металлических изделиях, которые находятся под воздействием высоких температур (каминные решетки, трубы). Для их покрытия используются особые жаропрочные краски, способные выдержать до 600–700°С. При соблюдении всех защитных методов кованые изделия будут радовать своих владельцев долгие годы.