Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Пировская средняя общеобразовательная школа»
РЕФЕРАТ
ТЕМА: «Обработка металлов давлением: художественная ковка».
Выполнила:
ученица Пировской средней
общеобразовательной школы
Новикова Анастасия, 9 «Б» класс.
Консультант:
Учитель географии
Юрк Елена Эвальдовна
Пировское — 2012
СОДЕРЖАНИЕ:
1.Введение
2. Исторические сведения художественной обработки металла.
3. Виды художественной ковки
4. Металлы для художественной ковки
5. Современные методы и технологии в обработке металла
6. Применение художественного металла.
7.Заключение
8. Используемая литература
ВВЕДЕНИЕ
Художественная ковка металлов — искусство изготовления изделий из металла.
Художественная обработка металлов известна со времен глубокой древности. Человек, встретив на своем пути золото, был очарован его красотой, поражен способностью в любых условиях сохранять солнечный цвет и блеск, легко поддаваться обработке; использовав эти качества металла в сочетании с гармонией линий и форм, человек создал один из неподражаемых видов народного художественного творчества.
Художественная обработка металлов – искусство малых форм. Благодаря красоте материала, талант и техническое мастерство исполнителя позволили придать изделиям изысканность, высокую художественную ценность, особую выразительность.
Вначале для художественной обработки человек использовал только золото, затем постепенно стал применять серебро и другие металлы и сплавы. Изделия, созданные мастерами, призваны служить не только в качестве украшений и предметов быта; они способны нести в себе воспитательное начало: удовлетворять эстетические потребности человека, формировать его художественный вкус культуру, пробуждать интерес к творчеству.
Древние умельцы из поколения в поколение бережно передавали свои знания и практические приемы работы, что позволило сохранить и довести до наших дней искусство декоративной и художественной обработки металлов. Новый скачек в развитии искусства художественной обработки металлов произошел на современном этапе с выходом закона об индивидуальной трудовой деятельности.
Исторические сведения
художественной обработки металла
Издревле русские кузнецы (с VI-VIII веков н.э.) владели всеми приемами свободной ковки, кузнечной сварки, горновой пайки меди, умели производить термическую обработку изделий. Металл является одним из наиболее древних материалов, который человечество открыло, и начало широко использовать. Метеоритное железо стало применяться с IV тысячелетия до н. э. Добыча и обработка железной руды относятся ко II тысячелетию до н. э. Холодную обработку металлов дополнили горячая ковка и литьё, правда, для этого человечеству потребовалось не одно тысячелетие. Из всех металлов наибольшее применение получило железо. Знания и опыт в области обработки железных руд стали мерилом богатства и военной мощи. Русская земля, богатая железными рудами, не является исключением. Здесь издревле железо служило как для изготовления оружия, так и орудий труда, украшений и т. п. Добывалось оно из бурых железняков, озёрных и болотных руд, обжигаемых на открытом огне, в ямах или глиняных печах.
При том уровне техники от мастера требовалось много умения, навыка, опыта в обращении с металлом. Различить, например, сорта стали можно было только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке — по цвету раскаленного металла (каленого) на глаз; о температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т.д.
Приемы свободной ковки, известные с древних времен, сохранились и до наших дней. Кузнечная сварка была в основе изготовления холодного оружия из многослойной стали. Ее еще называют сварочным булатом. Больших успехов добились мастера из Дамаска. Дамасской сталью стала называться многослойная сварочная сталь.
В XVII в. многие кузнечные мастера переходят на изготовление больших и малых оград для дворцово-парковых ансамблей. Старые русские кузнецы не только обладали знаниями технологии ковки в совершенстве, но и славились высоким художественным вкусом.
Оригинальность объясняется присутствием легких кованых кружев на балконах домов, на оградах парков, скверов, церквей. Мастера классицизма великие архитекторы и зодчие Бова, Жилярди, Баженов, Казаков любили использовать кованый металл при проектировании и создании архитектурных ансамблей.
Художественная ковка стала упрощаться, все меньше осталось настоящих мастеров, умеющих отковать ограду, реставрировать или починить старинную решетку.
Поэтому возрождение этого вида ремесла имеет огромное значение для современного декоративно-прикладного искусства.
Виды художественной ковки
Для придания металлу нужной формы и характера, используют различные методы и технологии. Различают холодную и горячую ковку. При этом, горячая ковка считается ручной, а холодная — машинной.
Холодная ковка
Холодная ковка — дань современности. Изделия, изготовленные таким способом, не являются уникальными, потому что сделаны из заготовок. Суть холодной ковки состоит в том, что при помощи специального оборудования из металла вырезаются первоначальные заготовки. Заготовки, нужно сказать, вполне типовые и совсем не эксклюзивные. Затем эти заготовки обрабатываются при помощи машины. Именно машина загибает и придает форму будущего изделия. Соединение кованых элементов происходит посредством сварки. В процессе холодной сварки металл не подвергается нагреву. Это значительно снижает время изготовления и увеличивает его качество. Тем не менее, изделия, изготовленные холодной ковкой гораздо дешевле своих «горячих» собратьев, из-за своей типичности и одинаковости. Назвать эти кованые изделия произведением искусства уж точно нельзя. К тому же, для изготовления изделий методом холодной ковки требуется сложное оборудование. Такой способ подходит для изготовления экономичных кованых изделий, не требующих эксклюзивности.
Горячая ковка
Горячая ковка — это настоящая ручная работа. Здесь нет штампов и типовых изделий. Работа с металлом начинается при температуре выше, чем температура кристаллизации. При нагреве до этой температуры металл становится мягким и пластичным. Теперь можно приступать к работе. При помощи специальных инструментов и мастерства кузнеца, металл приобретает необходимую форму, превращаясь на глазах в нечто особенное. После придания формы, почти готовое изделие художественной ковки необходимо охладить, поместив его в бочку с холодной водой. Горячая ковка — это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого мастерства и терпения. Зато и результат достойный. Способом горячей ковки можно получать совершенно любые кованые изделия: мебель, заборы, ворота, аксессуары для дома, сувениры и т.д. Причем каждое изделие будет индивидуальным. Горячая ковка позволяет изготавливать изделия по эскизам, экспериментируя с формой. Недостатком горячей ковки является более высокая цена, и невозможность изготавливать изделия массового потребления. Безусловно, говорить о том, что один способ изготовления кованых изделий лучше другого, некорректно. Каждый из них решает свои задачи.
Металлы для художественной ковки
Ковка – это процесс обработки металлов методом пластической деформации. Основное требование, предъявляемое к материалу – пластичность. Не все металлы можно обработать таким способом. Некоторые из них совсем не поддаются пластической деформации по причине высокой хрупкости. Из наиболее распространенных к ним относятся некоторые марки алюминиевых сплавов, чугуна. Другие материалы не куют, т.к. невозможно или очень тяжело разогреть их до температуры, при которой они становятся достаточно пластичными.
Железо и его сплавы
Самый распространенный металл, используемый в ковке – железо и его сплавы. Этот материал имеет высокую прочность при комнатных температурах, становится пластичным при разогреве до 1000 °С. Различные легирующие элементы повышают прочность железных сплавов, могут сделать их хрупкими. Для ковки рекомендуется использовать низкоуглеродистые железные сплавы, в идеале – чистое железо. Но чистое железо в природе практически не встречается и технология его получения в промышленных условиях достаточно дорогая. Достоинство железа как материала для ковки – высокая доступность, возможность сочетать различные технологии обработки (сварка, литье), термообработки, нанесения различных защитно-декоративных покрытий.
Алюминий и алюминиевые сплавы
Алюминий и алюминиевые сплавы также широко распространены. Если чистый алюминий очень пластичен, позволяет обрабатывать его с высокой степенью деформации, то про его сплавы нельзя однозначно сказать, насколько они пригодны для ковки. Сплавы алюминия делятся на две основные группы: литейные и деформируемые. Литейные сплавы, как правило, хрупкие, имеют очень низкую пластичность, для обработки давлением практически не пригодны.
Деформируемые, как следует из названия, позволяют получать различные изделия методом пластической деформации. Достоинства изделий из алюминия в том, что они очень легкие, мало подвержены коррозии, имеют привлекательный серебристо-белый цвет. Деформируемые алюминиевые сплавы сочетают в себе высокую прочность и приемлемую пластичность.
Медь и ее сплавы
Разнообразна группа материалов, состоящая из меди и ее сплавов. Широкое использование сплавов меди в промышленности даже привело к выделению целых групп марок материалов на основе меди. Это бронзы, латуни, медно-никелевые сплавы (мельхиор, нейзильбер). Как конструкционный материал, медь и ее сплавы были известны очень давно (бронзовый век), и сейчас этот материал широко используется в технике и в быту. Широкому своему использованию в промышленности медные сплавы обязаны многим своим достоинствам, в качестве материала для художественной ковки привлекательны тем, что большинство сплавов меди имеет достаточную пластичность, изделия их них имеют красный, желтый, золотистый, серебристо-белый цвет. Со временем поверхность медных изделий, находящихся в условиях повышенной влажности, покрывается зеленоватым слоем окислов (патиной), который придает ей вид старины, ценимый многими любителями. Есть даже технологии нанесения искусственной патины, используемой для придания новой вещи благородного облика. При пластической деформации медные сплавы очень быстро теряют свою пластичность, приобретают наклеп, увеличивающий прочность заготовки и ее сопротивляемость деформации. Для снятия наклепа в процессе ковки деталь приходится периодически подвергать отжигу.
Различные сплавы меди с легирующими элементами носят специальные названия. Так сплав меди с цинком называется латунью. Этот материал широко используется в промышленности. Для целей художественной ковки латунь интересна благодаря желтому цвету, блеску, повышенной прочностью и коррозийной стойкостью изделий. Латунь с содержанием по 2,5% цинка и алюминия внешне напоминает золото, поэтому широко используется в качестве имитатора этого драгоценного металла. В ковке используются латуни с высоким содержанием меди
Сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом, бериллием, кремнием называют бронзой. Эти материалы также привлекательны для ковки, благодаря высокой пластичности, красивому цвету от желтого до золотисто-розового. Сплавы меди с никелем называются мельхиор и нейзильбер. Они пластичны, имеют красивый серебристо-белый цвет, обладают высокой коррозионной стойкостью. Из этих сплавов часто изготавливают изделия, имитирующие серебряные.
Современные методы и технологии в обработке металла
Ковка, а тем более художественная, не терпит дилетантства ни по отношению к материалу, ни к самому ковочному инструменту. Слишком велик престиж уже созданных произведений из металла в технике ковки, исполненной талантливыми художниками по металлу разных стран и времен. Это несомненно должно вдохновлять современных мастеров на создание новых шедевров.
Ковщик — человек, имеющий власть над металлом. Это не просто кузнец, который, не умаляя его достоинств и способностей, умеет мастерски выковать из куска металла необходимые в хозяйстве предметы. Ковщик — это кузнец-художник, могущий из прутка или проволоки создать архитектурное украшение, а то и скульптурное произведение.
Но вначале даже самый известный покоритель металла все-таки прошел через овладение кузнечно-слесарным искусством. И от этого никуда не деться: другого пути нет.
Способы деформирования ковкого металла. Основной способ, с помощью которого достигается деформация ковких или пластичных металлов, это ковка. Ковка бывает ручной и машинной. Меня интересует именно первый способ, т.к. художественная ковка в основном производится вручную. Нужная форма придается заготовке последовательным механическим воздействием на нее ударными инструментами. Различают свободную и штампованную ковку. Первая осуществляется произвольными ударами молота на усмотрение ковщика. Вторая — ударами по штампу, вдавливанием в заготовленную форму мягкого металла ударами кувалды.
Ручная ковка требует от ковщика не только художественного вкуса, сноровки и кропотливой работы, но и определенных физических данных и выносливости. Поскольку ручник не так уж тяжел, придется нанести в процессе изготовления кованого изделия несчетное количество ударов. А чтобы 8-10-килограммовой кувалдой махать — нужно иметь недюжинную силу. Раньше кузнецы работали в паре — старший (основной) мастер и подручный (молотобоец): старший ручником указывал помощнику место удара кувалдой, направлял весь процесс ковки. В индивидуальной кузнице приходится все ковочные процессы выполнять одному, то есть быть универсалом, как, впрочем, и в других видах художественной обработки металла.
Поскольку многие ковочные операции приходится выполнять с разогретым металлом, очень важно правильно осуществлять его нагрев, который производится в условиях мастерской горелкой или в горне — в зависимости от величины детали и температурных качеств материала. Наиболее благоприятный температурный интервал ковки — в пределах 800-900°С.
Воздух, необходимый для процесса горения топлива, в горн подается электровентилятором. Огонь в горне необходимо поддерживать ровным, не допускать высокого пламени, поливая, если нужно, водой, чтобы сбить длинные языки пламени в горне и чтобы самый сильный жар концентрировался внутри шахты горна — в горновом гнезде. Золу выгребают кочергой, не раскалывая. Уголь подкладывают не сверху, а по краям. Заготовку помещают под верхний слой углей — там наибольший жар (в нижней части гнезда жар слабее из-за потока поступающего воздуха).
Нагрев металла осуществляют медленно, чтобы он прогрелся равномерно и достаточно, но не перегревался, особенно это касается инструментальной стали, перегрев которой чреват трещинами в заготовке и разрушением при ковке.
Если все-таки перегрев какой-то части случится, то ее нужно отрубить. При оптимальном для ковки температурном режиме (800-900 °С) максимально возрастает пластичность стали и в 20 раз снижается ее прочность.
Протяжка. Протяжка нагретой заготовки в личной мастерской осуществляется на кромке наковальни под углом 40-45° ударами ручника по противоположной грани заготовки. После протяжки заготовку выравнивают с учетом заданных размеров, а неровности устраняют гладилкой
Высадка — операция, в результате которой из тонкой заготовки получают более объемную в определенной части (в середине, на конце) за счет утолщения сферической формы. Если высаживаемая часть должна стать более объемной, заготовку холодным концом ставят на наковальню, а удары кувалдой наносят с обратного нагретого конца. Если высаживаемая часть нужна тоньше, а значит, и длиннее, на наковальню ставят горячую часть и бьют по холодной. Слишком длинную (тонкую) высадку производят на пятке наковальни; клещи, которыми удерживают заготовку, опирают на зеркало наковальни. Чтобы добиться высадки в средней части заготовки, нагревают (горелкой) только середину прутка (стержня). С помощью высадки изготавливают крепежные костыли: заготовка должна быть квадратной, поэтому заготовки цилиндрической формы получают именно квадратный профиль; не прокованной оставляют только часть, из которой выковывают головку костыля на гвоздильной плите.
Осадка — операция по увеличению поперечного сечения поковки за счет ее укорочения. Эта операция применяется при изготовлении инструмента (например, ударного, фасонного) и создании элементов декора с переменным поперечным сечением. Нагретую заготовку, удерживая щипцами, ставят на наковальню вертикально и осаживают. Если осадить нужно не всю заготовку, т.е. по всей длине равномерно, а какую-то ее часть, то разогревают именно эту часть и работают таким же образом. Эта операция именуется высадкой.
Просечка и продевание. При изготовлении решеток, ворот, калиток используют операцию продевания прутков одного в другой. Чтобы ее осуществить, в прутьях нужно сделать просечки. Режим — горячий. Зубило для просекания прута должно быть круглого сечения, длинное и острое. Получив отверстие, зубило замачивают для охлаждения. Прутья квадратного сечения просекают квадратной же оправкой с направляющей рукояткой для ее удержания. Полученные отверстия доводят соответствующими оправками до размера сечения продеваемого прута. Комбинации различны: круглые — в квадратные, квадратные — в круглые и т.д.
Рубка. В процессе рубки холодного металла в нем возникает структурное напряжение, в результате чего в заготовке могут появиться трещины. Чтобы избежать этого, ее предварительно отжигают. При рубке горячей поковки зубило время от времени нужно охлаждать, причем желательно в масляной эмульсии, которая обволакивает лезвие зубила и препятствует его пригару к горячему металлу. Рубка производится по предварительной разметке керном по холодной заготовке. Прорубив на 2/3, поковку переворачивают (разруб должен совпадать с краем наковальни) и перерубывают полностью. Эту операцию можно осуществить и на подсечке, и в комбинации зубило-подсечка (рис. 3).
При рубке на подсечке нужно быть предельно внимательным, чтобы при очередном ударе молотка по заготовке не произошло полной разрубки, поскольку есть опасность повредить боек ручника и острие подсечки.
Рубку листовой заготовки до 3 мм производят в холодном режиме, более толстой — в горячем. Вырубку отверстий нестандартных форм осуществляют фасонными зубилами в горячем режиме.
Различают и некоторые разновидности рубки:
1) заготовку надрубывают, вытягивают, закручивают, изгибают в узор;
2) разделяют поковку по оси;
3) отделяют металл по наружному контуру.
Пробивка. Раскаленное место поковки устанавливается против отверстия наковальни и пробивается бородком в несколько приемов. Бородком металл выдавливается с обратной стороны заготовки. Не вынимая пробойника, поковку перемешают на зеркало наковальни и продолжают наносить удары до тех пор, пока не обозначатся контуры будущего отверстия в виде темного пятна. Затем поковку переворачивают и вновь переносят на отверстие в наковальне, где встречной пробивкой завершают операцию. Образуется отверстие, называемое выдрой. Это отверстие обрабатывается оправкой с целью придания правильной и аккуратной формы. Для увеличения отверстия деталь проковывают на роге наковальни. Зубила, применяемые для прорубки отверстий в разрезе, имеют форму конусов, соединенных основаниями. От массивности зубила и угла заточки его рабочей части зависит внешний вид вырубленной детали.
Вытяжка. Вытяжка производится с целью удлинения заготовки, изменения ее длины за счет уменьшения поперечного сечения. Например, из толстой поковки в горячем режиме кувалдой отковывается полоса. Сначала ковка производится с одной стороны раскаленной поковки, затем с другой. Завершается ковка ручником. Неровности устраняются гладилкой. Вытяжку малоразмерной заготовки производят ручником на углу наковальни, повторяя операцию до получения заданного размера. Заготовку круглого сечения вытягивают, придавая ей квадратное сечение, после чего грани сбивают на восьмигранник и окончательно формируют пруток до круглого сечения в обжимках, а затем проходят гладилкой. Такую же операцию осуществляют и при необходимости получения прутка с разными формами сечения и толщины. Операция разгонки производится с целью увеличения площади поковки или ее фрагмента, благодаря ее утончению. Расплющивают заготовку ручником, а ее часть наставкой. Применяются и специальные кузнечные инструменты — разгонки.
Для вытягивания пустотелых поковок используют конусные справки и шпераки — в зависимости от диаметра. Операции производятся соответственно с обжимками или свободной ковкой. К вытяжке относится еще одна операция — раздача неразъемных колец. В зависимости от диаметра ее производят ручником на роге наковальни, на шпераке или оправке, которые закрепляют в отверстии наковальни или в тисках. При раздаче колец увеличивается их внешний и внутренний диаметр, но уменьшается поперечное сечение, т.е. кольца становятся шире, но тоньше.
Ковочная операция вытяжка имеет три основные разновидности: собственно вытягивание (удлинение), разгонка (увеличение) и раздача (расширение), и сопряжена с привлечением множества основных и вспомогательных кузнечных инструментов. Практически без этой ключевой операции в ковке не обойтись при создании самых разных видов художественных изделий из металла.
Гибка — эта операция позволяет придать заготовке или ее части изогнутую под различными углами форму. Режим процесса — холодный или горячий в зависимости от толщины и профиля поковки. Гибка производится на наковальне, в тисках и других фиксирующих деталь приспособлениях. В месте изгиба происходит утончение поперечного сечения детали. Чтобы этого избежать, в месте изгиба производят предварительную высадку. Изгиб для декора наоборот производится с подсеканием металла. При необходимости получения нескольких или многих одинаковых изогнутых фрагментов изделия используют гибочную плиту. Различают гибку на угол и гибку по радиусу. Первая осуществляется на острой кромке наковальни, вторая — на ее круглом роге; радиус гибки регулируется изменением расстояния от вершины рога.
Скрутка (торсировка) — при этой операции части заготовки проворачиваются по оси относительно друг друга. Стержни толщиной до 15 мм скручивают в холодном режиме, но перед скруткой поковку отжигают. Выполняется эта операция следующим образом: производится разметка (в каком именно месте произвести скручивание), затем один конец прутка, стержня фиксируют в тисках, а другой закрепляют на воротке и проворачивают нужное число раз. Для фиксации линейных контуров скручиваемый пруток вставляют в трубу соответствующего диаметра и длины
Толстые стержни скручивают в горячем режиме. При нагреве части закрутки при поворотах воротка с холодной стороны заготовки получается завиток горячего края стержня, зажатого в тисках, который постепенно раскручивается и сходит на нет. Комбинациями таких приемов получают оригинальные детали. Скрутку можно произвести и во встречном направлении.
Особенно красивы скрученные стержни, у которых перед торсировкой вдоль всех граней выдавлены глубокие канавки. Эффектны и скрученные плоские прутки
Волюты-спирали — распространенные декоративно-художественные элементы кованых изделий, а именно — ионических колонн, спиралей, решеток и т.д. Ковка волюты производится свободным способом, и ее правильность и красота зависят от мастерства ковщика-художника. Если спиральных элементов, например, в перилах или ограде, требуется много, используют шаблоны, изготовленные по эталонному образцу и дающие равноразмерные детали. А волюты именно куются. Размер заготовки (ее длину) легко определить, применив свитую проволоку по фигуре будущей волюты. Распрямив мерку, получают длину поковки под волюту, отрубают такой длины поковку, нагревают с одного конца и делают ее законцовку. На роге или ребре наковальни оформляют основной, наиболее крутой завиток волюты. Затем нагревают ее по длине и с помощью спиральной оправки куют спираль. Окончания волют можно украсить орнаментом. По форме волюты бывают односторонними, двусторонними, с обратной закруткой, с разветвлением от прутка.
Рассекание — получение элементов изделия, выходящих из одной металлической поковки. Под рассекаемый металл подкладывают толстый лист для предохранения от порчи зубил и наковальни при рассекании заготовки. Элементы определенного рисунка отгибают, оттягивают один от другого, чтобы их можно было проковывать, скруглять и доводить каждый в отдельности. Отсекание ответвления от разогретого прутка производят зубилом по предварительной разметке поковки. Если требуется скругление рассеченных ветвей, то поковку рассекают до начала радиуса закругления, рассеченные ветви разводят, укладывают на круглую поверхность рога наковальни и кувалдой отгибают ветвь, а ударами по ее концу получают заданный рисунок по размеру закругления. Если от поковки нужно отсечь ветвь значительно тоньше основы, то отсекание (рубку) производят в тисках в вертикальном положении поковки (ее как бы обтесывают, получая металлические стружки, которые в основании не отсечены от стержня).
Выглажка — отделка фрагментов и в целом изделия художественной ковки. Производится после завершения всех формообразующих операций. Перед выглаживанием изделие нагревается до темно-вишневого цвета. Более сильный нагрев может привести к деформации кованого изделия Выглаживание производится обычными плоскими гладилками, а выпуклости или вогнутости ликвидируются специальными гладилками. Выглажка производится путем перемещения по поверхности металла гладилки и сопровождается нанесением ударов ручника по ней. Декоративные элементы кованого изделия выглажке не подвергаются — они могут утратить тот неповторимый шарм, созданный художником по металлу.
Применение художественного металла
В современной архитектуре, в формировании архитектурно — градостроительного пространства в наши дни также есть многочисленные примеры применения художественного металла. В этом прослеживается определённая традиция. Более того, значительно поднимается роль металла в наружной отделке современных зданий и сооружений, в декоративно — прикладном и монументальном искусстве.
Конечно, его применение имеет несколько иное направление, соответствующее эстетическим воззрениям и социально — экономическим условиям сегодняшнего времени, но так или иначе он влияет на формирование облика города.
Из — за радикальной реконструкции исторической части многих городов в последние годы исчезли многие здания и сооружения, а вместе с ними и многочисленные художественно-архитектурные изделия прошлого. С их потерей всё более возрастает ценность оставшегося художественного металла, требующего к себе внимания и более бережного отношения.
В этих условиях выявление, систематизация, изучение и сохранение произведений и изделий из художественного металла представляется не только важным, но и крайне необходимым. И не только для истории. Изучение особенностей художественно — архитектурного металла и приёмов его обработки позволит художникам и архитекторам на основе выработанного старыми мастерами опыта и традиций создавать новые решения, применимые и для сельской архитектуры, и для архитектуры малых городов и посёлков.
Первые изделия из металла, найденные археологами на русской земле, учёные относят к VI – IV веку до н.э. Там, где стояли когда-то древние городища, в наше время находят и железные предметы, и литейные приспособления. В раскопках городищ среди извлечённых предметов обнаруживают не только украшения из бронзы, но и литейные формы, железные пробойники, зубильца и другие предметы кузнечного производства.
На первых порах руду плавили в ямах, затем их заменили печи – домницы. Плавка шла на древесном угле с подачей в горн горячего воздуха, задуваемого с помощью мехов из шкур животных. Русская металлургия основательно развилась на Тульской земле, кустарное крестьянское производство железа становится промышленным. Резкий скачок в развитии отечественной металлургии приходится на начало XVIII столетия, когда военные планы Петра I потребовали огромного количества металла. Вокруг Тулы начали вырастать чугунные и железоделательные заводы, строителями и владельцами которых были предприимчивые промышленники из числа казённых кузнецов.
На территории России из всех промыслов наиболее широко был распространён кузнечный. Каждый город имел по несколько кузниц, а иногда и великое множество их, если под рукой имелись железные руды.
К числу наиболее ранних кованых изделий относятся различные по назначению ручки, засовы, петли, жиковины, которые со временем становились всё разнообразнее по художественным формам, рисункам. Широко использовалось кованое железо и на всевозможных решётках для окон и полотнах для дверей амбаров и церквей. Кованые светцы, ухваты, кочерги и другие необходимые в быту предметы и вещи в изобилии изготавливались кузнецами не только для нужд горожан и окрестного населения, но и иногда на вывоз за границу.
Двери в дом и ворота на усадьбу, участок человек украшал издревле и во все времена. Особенно украшались ворота в город, в крепость и двери храмов и богатых домов. Функциональное их назначение — прикрыть от недруга и от непогоды — прозаично. Но с развитием художественного начала в человеке неудержимо прорывается желание украсить окружающее, сработанное его руками, и проявить своё художественное «я». То, что сохранилось к нашему времени из архитектурно – утилитарных кованых изделий, относится в основном к XIX веку, но встречаются изделия и XVIII столетия. Из-за частых случаев пожаров менялось не одно поколение деревянных построек, но очень часто металлические детали со сгоревшего дома ещё долго служили человеку в новом строении. Уже изъеденные ржавчиной ручки и запоры, жиковины и петли кузнечной работы на воротах и калитках старинных построек привлекают внимание и необычностью очертаний, и в то же время своей прочностью, и какой – то надёжностью.
Всего, конечно, осветить невозможно, потому что кузнечные изделия применялись так широко, что, пожалуй, в стародавние времена трудно было отыскать строение, где бы ни приложил руку кузнец. Архитектурные элементы и детали из утилитарных изделий превратились в поистине художественные украшения, где орнамент композиции кованого металла не только не отделим от конструкции, а даже стремится подчинить её себе, включая в себя целиком.
И сама форма решёток или любых других изделий состоит из узора, где ритм орнамента руководит, направляет изгибы железного прута или полосы, заставляя их виться упругими завитками и спиралями.
Парадным лестницам в особняках и общественных зданиях всегда придавалось большое значение. По конструктивным признакам и материалам, из которых изготовлялись, все лестницы условно можно разделить на три основных типа. К первому можно отнести цельнометаллические, ко второму – бетоннокаменные, к третьему –деревянные.
В свою очередь каждый из этих типов имеет разновидности.
Так, цельнометаллические лестницы с ходовой частью из литого чугуна имели в ограждающей части не только литые элементы, но и кованные. Хотя такие случаи крайне редки. Лестницы с каменными, что реже, и бетонными ступенями имели и литые ограждения и кованные. Распространение получило и совмещение кованых элементов ограждения с литыми опорными столбиками. Деревянным лестницам, часто встречавшимся в жилых домах, владельцы которых обладали небольшими возможностями, присущи как кованные, так и деревянные ограждения, чаще в виде точёных на токарном станке фигурных балясин. Особый интерес представляет декоративное оформление: литые прогоны с рельефным растительным узором, ажур подступенков, рельефный орнамент ступеней и площадок плит, фигурные столбики на поворотах, нарядные элементы ограждения, массивные волюты прогонов.
Декоративно – художественное оформление сдержано, но одновременное и не строго. Используются декоративные узоры растительного характера. Повторяемость элементов даёт эффект ритма, художественной орнаментальности и ажурности.
Узор решёток был симметричен, плотно заполнял пространство завитками и спиралями. Использовалась другая композиция узора, где рисунок симметричен двум осям: вертикальной и горизонтальной, от которой расходятся завитки, сплетения, разветвления и спирали. Но в целом в композиции прослеживаются вертикальные линии, что придаёт рисунку определённую строгость в отличие от рисунка полукружия.
Тем не менее узоры разнообразны, что достигалось с помощью различных комбинаций исходных элементов. Во многих узорах прослеживаются связи кузнечного ремесла с народным искусством. Так, многие элементы орнаментики встречаются в деревянной резьбе на домах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В проделанной работе была изучена история развития художественной ковки. Спустя века остались те же ковочные инструменты, те же металлы, предназначенные для ковки, те же методики, пусть и с какими-то индивидуальными стилями. Ковка художественных изделий всегда шла в ногу с художественными стилями. Простота и строгость кованых изделий делала их максимально удобными в использовании. Предметы очень сильно стилизованы, поэтому в большинстве случаев используются лишь принципы формообразования, заложенные в природе: пропорции, контрасты, гармония, принципы цветовой композиции и т.п. Популярность кованого ремесла бесспорна, так как именно оно является одним из последних «живых» ремесел в наш век стандартных изделий, производящихся массовым тиражом. Художественная ковка в интерьере – это возможность оригинально декорировать любое помещение независимо от его функционального назначения, она гармонично сочетается практически с любыми материалами. Неограниченные возможности металла выражать любые замыслы художника и мастера-кузнеца дополняются прочностью и долговечностью материала.
Используемая литература
1. О. Новоселова «Художественный металл России».
2.Сайт:«Художественная ковка»: hudozhestvennayakovka.ru/istoriya_hudozhestvennoy_kovki.html
3. Сайт: Википедия — Ковка
ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%E2%EA%E0
4. Сайт: Металл для ковки
www.kefa.ru/article/kovat/now/metall_dla_kovki.htm
5. А. П. Мардер «Металл в архитектуре».
www.ronl.ru
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Пировская средняя общеобразовательная школа»
РЕФЕРАТ
ТЕМА: «Обработка металлов давлением: художественная ковка».
Выполнила:
ученица Пировской средней
общеобразовательной школы
Новикова Анастасия, 9 «Б» класс.
Консультант:
Учитель географии
Юрк Елена Эвальдовна
Пировское - 2012
СОДЕРЖАНИЕ:
1.Введение
2. Исторические сведения художественной обработки металла.
3. Виды художественной ковки
4. Металлы для художественной ковки
5. Современные методы и технологии в обработке металла
6. Применение художественного металла.
7.Заключение
8. Используемая литература
ВВЕДЕНИЕ
Художественная ковка металлов - искусство изготовления изделий из металла.
Художественная обработка металлов известна со времен глубокой древности. Человек, встретив на своем пути золото, был очарован его красотой, поражен способностью в любых условиях сохранять солнечный цвет и блеск, легко поддаваться обработке; использовав эти качества металла в сочетании с гармонией линий и форм, человек создал один из неподражаемых видов народного художественного творчества.
Художественная обработка металлов – искусство малых форм. Благодаря красоте материала, талант и техническое мастерство исполнителя позволили придать изделиям изысканность, высокую художественную ценность, особую выразительность.
Вначале для художественной обработки человек использовал только золото, затем постепенно стал применять серебро и другие металлы и сплавы. Изделия, созданные мастерами, призваны служить не только в качестве украшений и предметов быта; они способны нести в себе воспитательное начало: удовлетворять эстетические потребности человека, формировать его художественный вкус культуру, пробуждать интерес к творчеству.
Древние умельцы из поколения в поколение бережно передавали свои знания и практические приемы работы, что позволило сохранить и довести до наших дней искусство декоративной и художественной обработки металлов. Новый скачек в развитии искусства художественной обработки металлов произошел на современном этапе с выходом закона об индивидуальной трудовой деятельности.
Исторические сведения
художественной обработки металла
Издревле русские кузнецы (с VI-VIII веков н.э.) владели всеми приемами свободной ковки, кузнечной сварки, горновой пайки меди, умели производить термическую обработку изделий. Металл является одним из наиболее древних материалов, который человечество открыло, и начало широко использовать. Метеоритное железо стало применяться с IV тысячелетия до н. э. Добыча и обработка железной руды относятся ко II тысячелетию до н. э. Холодную обработку металлов дополнили горячая ковка и литьё, правда, для этого человечеству потребовалось не одно тысячелетие. Из всех металлов наибольшее применение получило железо. Знания и опыт в области обработки железных руд стали мерилом богатства и военной мощи. Русская земля, богатая железными рудами, не является исключением. Здесь издревле железо служило как для изготовления оружия, так и орудий труда, украшений и т. п. Добывалось оно из бурых железняков, озёрных и болотных руд, обжигаемых на открытом огне, в ямах или глиняных печах.
При том уровне техники от мастера требовалось много умения, навыка, опыта в обращении с металлом. Различить, например, сорта стали можно было только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке - по цвету раскаленного металла (каленого) на глаз; о температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т.д.
Приемы свободной ковки, известные с древних времен, сохранились и до наших дней. Кузнечная сварка была в основе изготовления холодного оружия из многослойной стали. Ее еще называют сварочным булатом. Больших успехов добились мастера из Дамаска. Дамасской сталью стала называться многослойная сварочная сталь.
В XVII в. многие кузнечные мастера переходят на изготовление больших и малых оград для дворцово-парковых ансамблей. Старые русские кузнецы не только обладали знаниями технологии ковки в совершенстве, но и славились высоким художественным вкусом.
Оригинальность объясняется присутствием легких кованых кружев на балконах домов, на оградах парков, скверов, церквей. Мастера классицизма великие архитекторы и зодчие Бова, Жилярди, Баженов, Казаков любили использовать кованый металл при проектировании и создании архитектурных ансамблей.
Художественная ковка стала упрощаться, все меньше осталось настоящих мастеров, умеющих отковать ограду, реставрировать или починить старинную решетку.
Поэтому возрождение этого вида ремесла имеет огромное значение для современного декоративно-прикладного искусства.
Виды художественной ковки
Для придания металлу нужной формы и характера, используют различные методы и технологии. Различают холодную и горячую ковку. При этом, горячая ковка считается ручной, а холодная - машинной.
Холодная ковка
Холодная ковка - дань современности. Изделия, изготовленные таким способом, не являются уникальными, потому что сделаны из заготовок. Суть холодной ковки состоит в том, что при помощи специального оборудования из металла вырезаются первоначальные заготовки. Заготовки, нужно сказать, вполне типовые и совсем не эксклюзивные. Затем эти заготовки обрабатываются при помощи машины. Именно машина загибает и придает форму будущего изделия. Соединение кованых элементов происходит посредством сварки. В процессе холодной сварки металл не подвергается нагреву. Это значительно снижает время изготовления и увеличивает его качество. Тем не менее, изделия, изготовленные холодной ковкой гораздо дешевле своих "горячих" собратьев, из-за своей типичности и одинаковости. Назвать эти кованые изделия произведением искусства уж точно нельзя. К тому же, для изготовления изделий методом холодной ковки требуется сложное оборудование. Такой способ подходит для изготовления экономичных кованых изделий, не требующих эксклюзивности.
Горячая ковка
Горячая ковка - это настоящая ручная работа. Здесь нет штампов и типовых изделий. Работа с металлом начинается при температуре выше, чем температура кристаллизации. При нагреве до этой температуры металл становится мягким и пластичным. Теперь можно приступать к работе. При помощи специальных инструментов и мастерства кузнеца, металл приобретает необходимую форму, превращаясь на глазах в нечто особенное. После придания формы, почти готовое изделие художественной ковки необходимо охладить, поместив его в бочку с холодной водой. Горячая ковка - это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого мастерства и терпения. Зато и результат достойный. Способом горячей ковки можно получать совершенно любые кованые изделия: мебель, заборы, ворота, аксессуары для дома, сувениры и т.д. Причем каждое изделие будет индивидуальным. Горячая ковка позволяет изготавливать изделия по эскизам, экспериментируя с формой. Недостатком горячей ковки является более высокая цена, и невозможность изготавливать изделия массового потребления. Безусловно, говорить о том, что один способ изготовления кованых изделий лучше другого, некорректно. Каждый из них решает свои задачи.
Металлы для художественной ковки
Ковка – это процесс обработки металлов методом пластической деформации. Основное требование, предъявляемое к материалу – пластичность. Не все металлы можно обработать таким способом. Некоторые из них совсем не поддаются пластической деформации по причине высокой хрупкости. Из наиболее распространенных к ним относятся некоторые марки алюминиевых сплавов, чугуна. Другие материалы не куют, т.к. невозможно или очень тяжело разогреть их до температуры, при которой они становятся достаточно пластичными.
Железо и его сплавы
Самый распространенный металл, используемый в ковке – железо и его сплавы. Этот материал имеет высокую прочность при комнатных температурах, становится пластичным при разогреве до 1000 °С. Различные легирующие элементы повышают прочность железных сплавов, могут сделать их хрупкими. Для ковки рекомендуется использовать низкоуглеродистые железные сплавы, в идеале – чистое железо. Но чистое железо в природе практически не встречается и технология его получения в промышленных условиях достаточно дорогая. Достоинство железа как материала для ковки – высокая доступность, возможность сочетать различные технологии обработки (сварка, литье), термообработки, нанесения различных защитно-декоративных покрытий.
Алюминий и алюминиевые сплавы
Алюминий и алюминиевые сплавы также широко распространены. Если чистый алюминий очень пластичен, позволяет обрабатывать его с высокой степенью деформации, то про его сплавы нельзя однозначно сказать, насколько они пригодны для ковки. Сплавы алюминия делятся на две основные группы: литейные и деформируемые. Литейные сплавы, как правило, хрупкие, имеют очень низкую пластичность, для обработки давлением практически не пригодны.
Деформируемые, как следует из названия, позволяют получать различные изделия методом пластической деформации. Достоинства изделий из алюминия в том, что они очень легкие, мало подвержены коррозии, имеют привлекательный серебристо-белый цвет. Деформируемые алюминиевые сплавы сочетают в себе высокую прочность и приемлемую пластичность.
Медь и ее сплавы
Разнообразна группа материалов, состоящая из меди и ее сплавов. Широкое использование сплавов меди в промышленности даже привело к выделению целых групп марок материалов на основе меди. Это бронзы, латуни, медно-никелевые сплавы (мельхиор, нейзильбер). Как конструкционный материал, медь и ее сплавы были известны очень давно (бронзовый век), и сейчас этот материал широко используется в технике и в быту. Широкому своему использованию в промышленности медные сплавы обязаны многим своим достоинствам, в качестве материала для художественной ковки привлекательны тем, что большинство сплавов меди имеет достаточную пластичность, изделия их них имеют красный, желтый, золотистый, серебристо-белый цвет. Со временем поверхность медных изделий, находящихся в условиях повышенной влажности, покрывается зеленоватым слоем окислов (патиной), который придает ей вид старины, ценимый многими любителями. Есть даже технологии нанесения искусственной патины, используемой для придания новой вещи благородного облика. При пластической деформации медные сплавы очень быстро теряют свою пластичность, приобретают наклеп, увеличивающий прочность заготовки и ее сопротивляемость деформации. Для снятия наклепа в процессе ковки деталь приходится периодически подвергать отжигу.
Различные сплавы меди с легирующими элементами носят специальные названия. Так сплав меди с цинком называется латунью. Этот материал широко используется в промышленности. Для целей художественной ковки латунь интересна благодаря желтому цвету, блеску, повышенной прочностью и коррозийной стойкостью изделий. Латунь с содержанием по 2,5% цинка и алюминия внешне напоминает золото, поэтому широко используется в качестве имитатора этого драгоценного металла. В ковке используются латуни с высоким содержанием меди
Сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом, бериллием, кремнием называют бронзой. Эти материалы также привлекательны для ковки, благодаря высокой пластичности, красивому цвету от желтого до золотисто-розового. Сплавы меди с никелем называются мельхиор и нейзильбер. Они пластичны, имеют красивый серебристо-белый цвет, обладают высокой коррозионной стойкостью. Из этих сплавов часто изготавливают изделия, имитирующие серебряные.
Современные методы и технологии в обработке металла
Ковка, а тем более художественная, не терпит дилетантства ни по отношению к материалу, ни к самому ковочному инструменту. Слишком велик престиж уже созданных произведений из металла в технике ковки, исполненной талантливыми художниками по металлу разных стран и времен. Это несомненно должно вдохновлять современных мастеров на создание новых шедевров.
Ковщик — человек, имеющий власть над металлом. Это не просто кузнец, который, не умаляя его достоинств и способностей, умеет мастерски выковать из куска металла необходимые в хозяйстве предметы. Ковщик — это кузнец-художник, могущий из прутка или проволоки создать архитектурное украшение, а то и скульптурное произведение.
Но вначале даже самый известный покоритель металла все-таки прошел через овладение кузнечно-слесарным искусством. И от этого никуда не деться: другого пути нет.
Способы деформирования ковкого металла. Основной способ, с помощью которого достигается деформация ковких или пластичных металлов, это ковка. Ковка бывает ручной и машинной. Меня интересует именно первый способ, т.к. художественная ковка в основном производится вручную. Нужная форма придается заготовке последовательным механическим воздействием на нее ударными инструментами. Различают свободную и штампованную ковку. Первая осуществляется произвольными ударами молота на усмотрение ковщика. Вторая — ударами по штампу, вдавливанием в заготовленную форму мягкого металла ударами кувалды.
Ручная ковка требует от ковщика не только художественного вкуса, сноровки и кропотливой работы, но и определенных физических данных и выносливости. Поскольку ручник не так уж тяжел, придется нанести в процессе изготовления кованого изделия несчетное количество ударов. А чтобы 8-10-килограммовой кувалдой махать — нужно иметь недюжинную силу. Раньше кузнецы работали в паре — старший (основной) мастер и подручный (молотобоец): старший ручником указывал помощнику место удара кувалдой, направлял весь процесс ковки. В индивидуальной кузнице приходится все ковочные процессы выполнять одному, то есть быть универсалом, как, впрочем, и в других видах художественной обработки металла.
Поскольку многие ковочные операции приходится выполнять с разогретым металлом, очень важно правильно осуществлять его нагрев, который производится в условиях мастерской горелкой или в горне — в зависимости от величины детали и температурных качеств материала. Наиболее благоприятный температурный интервал ковки — в пределах 800-900°С.
Воздух, необходимый для процесса горения топлива, в горн подается электровентилятором. Огонь в горне необходимо поддерживать ровным, не допускать высокого пламени, поливая, если нужно, водой, чтобы сбить длинные языки пламени в горне и чтобы самый сильный жар концентрировался внутри шахты горна — в горновом гнезде. Золу выгребают кочергой, не раскалывая. Уголь подкладывают не сверху, а по краям. Заготовку помещают под верхний слой углей — там наибольший жар (в нижней части гнезда жар слабее из-за потока поступающего воздуха).
Нагрев металла осуществляют медленно, чтобы он прогрелся равномерно и достаточно, но не перегревался, особенно это касается инструментальной стали, перегрев которой чреват трещинами в заготовке и разрушением при ковке.
Если все-таки перегрев какой-то части случится, то ее нужно отрубить. При оптимальном для ковки температурном режиме (800-900 °С) максимально возрастает пластичность стали и в 20 раз снижается ее прочность.
Протяжка. Протяжка нагретой заготовки в личной мастерской осуществляется на кромке наковальни под углом 40-45° ударами ручника по противоположной грани заготовки. После протяжки заготовку выравнивают с учетом заданных размеров, а неровности устраняют гладилкой
Высадка — операция, в результате которой из тонкой заготовки получают более объемную в определенной части (в середине, на конце) за счет утолщения сферической формы. Если высаживаемая часть должна стать более объемной, заготовку холодным концом ставят на наковальню, а удары кувалдой наносят с обратного нагретого конца. Если высаживаемая часть нужна тоньше, а значит, и длиннее, на наковальню ставят горячую часть и бьют по холодной. Слишком длинную (тонкую) высадку производят на пятке наковальни; клещи, которыми удерживают заготовку, опирают на зеркало наковальни. Чтобы добиться высадки в средней части заготовки, нагревают (горелкой) только середину прутка (стержня). С помощью высадки изготавливают крепежные костыли: заготовка должна быть квадратной, поэтому заготовки цилиндрической формы получают именно квадратный профиль; не прокованной оставляют только часть, из которой выковывают головку костыля на гвоздильной плите.
Осадка — операция по увеличению поперечного сечения поковки за счет ее укорочения. Эта операция применяется при изготовлении инструмента (например, ударного, фасонного) и создании элементов декора с переменным поперечным сечением. Нагретую заготовку, удерживая щипцами, ставят на наковальню вертикально и осаживают. Если осадить нужно не всю заготовку, т.е. по всей длине равномерно, а какую-то ее часть, то разогревают именно эту часть и работают таким же образом. Эта операция именуется высадкой.
Просечка и продевание. При изготовлении решеток, ворот, калиток
используют операцию продевания прутков одного в другой. Чтобы ее осуществить, в прутьях нужно сделать просечки. Режим — горячий. Зубило для просекания прута должно быть круглого сечения, длинное и острое. Получив отверстие, зубило замачивают для охлаждения. Прутья квадратного сечения просекают квадратной же оправкой с направляющей рукояткой для ее удержания. Полученные отверстия доводят соответствующими оправками до размера сечения продеваемого прута. Комбинации различны: круглые — в квадратные, квадратные — в круглые и т.д.Рубка . В процессе рубки холодного металла в нем возникает структурное напряжение, в результате чего в заготовке могут появиться трещины. Чтобы избежать этого, ее предварительно отжигают. При рубке горячей поковки зубило время от времени нужно охлаждать, причем желательно в масляной эмульсии, которая обволакивает лезвие зубила и препятствует его пригару к горячему металлу. Рубка производится по предварительной разметке керном по холодной заготовке. Прорубив на 2/3, поковку переворачивают (разруб должен совпадать с краем наковальни) и перерубывают полностью. Эту операцию можно осуществить и на подсечке, и в комбинации зубило-подсечка (рис. 3).
При рубке на подсечке нужно быть предельно внимательным, чтобы при очередном ударе молотка по заготовке не произошло полной разрубки, поскольку есть опасность повредить боек ручника и острие подсечки.
Рубку листовой заготовки до 3 мм производят в холодном режиме, более толстой — в горячем. Вырубку отверстий нестандартных форм осуществляют фасонными зубилами в горячем режиме.
Различают и некоторые разновидности рубки:
1) заготовку надрубывают, вытягивают, закручивают, изгибают в узор;
2) разделяют поковку по оси;
3) отделяют металл по наружному контуру.
Пробивка. Раскаленное место поковки устанавливается против отверстия наковальни и пробивается бородком в несколько приемов. Бородком металл выдавливается с обратной стороны заготовки. Не вынимая пробойника, поковку перемешают на зеркало наковальни и продолжают наносить удары до тех пор, пока не обозначатся контуры будущего отверстия в виде темного пятна. Затем поковку переворачивают и вновь переносят на отверстие в наковальне, где встречной пробивкой завершают операцию. Образуется отверстие, называемое выдрой. Это отверстие обрабатывается оправкой с целью придания правильной и аккуратной формы. Для увеличения отверстия деталь проковывают на роге наковальни. Зубила, применяемые для прорубки отверстий в разрезе, имеют форму конусов, соединенных основаниями. От массивности зубила и угла заточки его рабочей части зависит внешний вид вырубленной детали.
Вытяжка. Вытяжка производится с целью удлинения заготовки, изменения ее длины за счет уменьшения поперечного сечения. Например, из толстой поковки в горячем режиме кувалдой отковывается полоса. Сначала ковка производится с одной стороны раскаленной поковки, затем с другой. Завершается ковка ручником. Неровности устраняются гладилкой. Вытяжку малоразмерной заготовки производят ручником на углу наковальни, повторяя операцию до получения заданного размера. Заготовку круглого сечения вытягивают, придавая ей квадратное сечение, после чего грани сбивают на восьмигранник и окончательно формируют пруток до круглого сечения в обжимках, а затем проходят гладилкой. Такую же операцию осуществляют и при необходимости получения прутка с разными формами сечения и толщины. Операция разгонки производится с целью увеличения площади поковки или ее фрагмента, благодаря ее утончению. Расплющивают заготовку ручником, а ее часть наставкой. Применяются и специальные кузнечные инструменты — разгонки.
Для вытягивания пустотелых поковок используют конусные справки и шпераки — в зависимости от диаметра. Операции производятся соответственно с обжимками или свободной ковкой. К вытяжке относится еще одна операция — раздача неразъемных колец. В зависимости от диаметра ее производят ручником на роге наковальни, на шпераке или оправке, которые закрепляют в отверстии наковальни или в тисках. При раздаче колец увеличивается их внешний и внутренний диаметр, но уменьшается поперечное сечение, т.е. кольца становятся шире, но тоньше.
Ковочная операция вытяжка имеет три основные разновидности: собственно вытягивание (удлинение), разгонка (увеличение) и раздача (расширение), и сопряжена с привлечением множества основных и вспомогательных кузнечных инструментов. Практически без этой ключевой операции в ковке не обойтись при создании самых разных видов художественных изделий из металла.
Гибка — эта операция позволяет придать заготовке или ее части изогнутую под различными углами форму. Режим процесса — холодный или горячий в зависимости от толщины и профиля поковки. Гибка производится на наковальне, в тисках и других фиксирующих деталь приспособлениях. В месте изгиба происходит утончение поперечного сечения детали. Чтобы этого избежать, в месте изгиба производят предварительную высадку. Изгиб для декора наоборот производится с подсеканием металла. При необходимости получения нескольких или многих одинаковых изогнутых фрагментов изделия используют гибочную плиту. Различают гибку на угол и гибку по радиусу. Первая осуществляется на острой кромке наковальни, вторая — на ее круглом роге; радиус гибки регулируется изменением расстояния от вершины рога.
Скрутка (торсировка) — при этой операции части заготовки проворачиваются по оси относительно друг друга. Стержни толщиной до 15 мм скручивают в холодном режиме, но перед скруткой поковку отжигают. Выполняется эта операция следующим образом: производится разметка (в каком именно месте произвести скручивание), затем один конец прутка, стержня фиксируют в тисках, а другой закрепляют на воротке и проворачивают нужное число раз. Для фиксации линейных контуров скручиваемый пруток вставляют в трубу соответствующего диаметра и длины
Толстые стержни скручивают в горячем режиме. При нагреве части закрутки при поворотах воротка с холодной стороны заготовки получается завиток горячего края стержня, зажатого в тисках, который постепенно раскручивается и сходит на нет. Комбинациями таких приемов получают оригинальные детали. Скрутку можно произвести и во встречном направлении.
Особенно красивы скрученные стержни, у которых перед торсировкой вдоль всех граней выдавлены глубокие канавки. Эффектны и скрученные плоские прутки
Волюты-спирали — распространенные декоративно-художественные элементы кованых изделий, а именно — ионических колонн, спиралей, решеток и т.д. Ковка волюты производится свободным способом, и ее правильность и красота зависят от мастерства ковщика-художника. Если спиральных элементов, например, в перилах или ограде, требуется много, используют шаблоны, изготовленные по эталонному образцу и дающие равноразмерные детали. А волюты именно куются. Размер заготовки (ее длину) легко определить, применив свитую проволоку по фигуре будущей волюты. Распрямив мерку, получают длину поковки под волюту, отрубают такой длины поковку, нагревают с одного конца и делают ее законцовку. На роге или ребре наковальни оформляют основной, наиболее крутой завиток волюты. Затем нагревают ее по длине и с помощью спиральной оправки куют спираль. Окончания волют можно украсить орнаментом. По форме волюты бывают односторонними, двусторонними, с обратной закруткой, с разветвлением от прутка.
Рассекание — получение элементов изделия, выходящих из одной металлической поковки. Под рассекаемый металл подкладывают толстый лист для предохранения от порчи зубил и наковальни при рассекании заготовки. Элементы определенного рисунка отгибают, оттягивают один от другого, чтобы их можно было проковывать, скруглять и доводить каждый в отдельности. Отсекание ответвления от разогретого прутка производят зубилом по предварительной разметке поковки. Если требуется скругление рассеченных ветвей, то поковку рассекают до начала радиуса закругления, рассеченные ветви разводят, укладывают на круглую поверхность рога наковальни и кувалдой отгибают ветвь, а ударами по ее концу получают заданный рисунок по размеру закругления. Если от поковки нужно отсечь ветвь значительно тоньше основы, то отсекание (рубку) производят в тисках в вертикальном положении поковки (ее как бы обтесывают, получая металлические стружки, которые в основании не отсечены от стержня).
Выглажка — отделка фрагментов и в целом изделия художественной ковки. Производится после завершения всех формообразующих операций. Перед выглаживанием изделие нагревается до темно-вишневого цвета. Более сильный нагрев может привести к деформации кованого изделия Выглаживание производится обычными плоскими гладилками, а выпуклости или вогнутости ликвидируются специальными гладилками. Выглажка производится путем перемещения по поверхности металла гладилки и сопровождается нанесением ударов ручника по ней. Декоративные элементы кованого изделия выглажке не подвергаются — они могут утратить тот неповторимый шарм, созданный художником по металлу.
Применение художественного металла
В современной архитектуре, в формировании архитектурно - градостроительного пространства в наши дни также есть многочисленные примеры применения художественного металла. В этом прослеживается определённая традиция. Более того, значительно поднимается роль металла в наружной отделке современных зданий и сооружений, в декоративно - прикладном и монументальном искусстве.
Конечно, его применение имеет несколько иное направление, соответствующее эстетическим воззрениям и социально - экономическим условиям сегодняшнего времени, но так или иначе он влияет на формирование облика города.
Из - за радикальной реконструкции исторической части многих городов в последние годы исчезли многие здания и сооружения, а вместе с ними и многочисленные художественно-архитектурные изделия прошлого. С их потерей всё более возрастает ценность оставшегося художественного металла, требующего к себе внимания и более бережного отношения.
В этих условиях выявление, систематизация, изучение и сохранение произведений и изделий из художественного металла представляется не только важным, но и крайне необходимым. И не только для истории. Изучение особенностей художественно - архитектурного металла и приёмов его обработки позволит художникам и архитекторам на основе выработанного старыми мастерами опыта и традиций создавать новые решения, применимые и для сельской архитектуры, и для архитектуры малых городов и посёлков.
Первые изделия из металла, найденные археологами на русской земле, учёные относят к VI – IV веку до н.э. Там, где стояли когда-то древние городища, в наше время находят и железные предметы, и литейные приспособления. В раскопках городищ среди извлечённых предметов обнаруживают не только украшения из бронзы, но и литейные формы, железные пробойники, зубильца и другие предметы кузнечного производства.
На первых порах руду плавили в ямах, затем их заменили печи – домницы. Плавка шла на древесном угле с подачей в горн горячего воздуха, задуваемого с помощью мехов из шкур животных. Русская металлургия основательно развилась на Тульской земле, кустарное крестьянское производство железа становится промышленным. Резкий скачок в развитии отечественной металлургии приходится на начало XVIII столетия, когда военные планы Петра I потребовали огромного количества металла. Вокруг Тулы начали вырастать чугунные и железоделательные заводы, строителями и владельцами которых были предприимчивые промышленники из числа казённых кузнецов.
На территории России из всех промыслов наиболее широко был распространён кузнечный. Каждый город имел по несколько кузниц, а иногда и великое множество их, если под рукой имелись железные руды.
К числу наиболее ранних кованых изделий относятся различные по назначению ручки, засовы, петли, жиковины, которые со временем становились всё разнообразнее по художественным формам, рисункам. Широко использовалось кованое железо и на всевозможных решётках для окон и полотнах для дверей амбаров и церквей. Кованые светцы, ухваты, кочерги и другие необходимые в быту предметы и вещи в изобилии изготавливались кузнецами не только для нужд горожан и окрестного населения, но и иногда на вывоз за границу.
Двери в дом и ворота на усадьбу, участок человек украшал издревле и во все времена. Особенно украшались ворота в город, в крепость и двери храмов и богатых домов. Функциональное их назначение - прикрыть от недруга и от непогоды - прозаично. Но с развитием художественного начала в человеке неудержимо прорывается желание украсить окружающее, сработанное его руками, и проявить своё художественное "я". То, что сохранилось к нашему времени из архитектурно – утилитарных кованых изделий, относится в основном к XIX веку, но встречаются изделия и XVIII столетия. Из-за частых случаев пожаров менялось не одно поколение деревянных построек, но очень часто металлические детали со сгоревшего дома ещё долго служили человеку в новом строении. Уже изъеденные ржавчиной ручки и запоры, жиковины и петли кузнечной работы на воротах и калитках старинных построек привлекают внимание и необычностью очертаний, и в то же время своей прочностью, и какой – то надёжностью.
Всего, конечно, осветить невозможно, потому что кузнечные изделия применялись так широко, что, пожалуй, в стародавние времена трудно было отыскать строение, где бы ни приложил руку кузнец. Архитектурные элементы и детали из утилитарных изделий превратились в поистине художественные украшения, где орнамент композиции кованого металла не только не отделим от конструкции, а даже стремится подчинить её себе, включая в себя целиком.
И сама форма решёток или любых других изделий состоит из узора, где ритм орнамента руководит, направляет изгибы железного прута или полосы, заставляя их виться упругими завитками и спиралями.
Парадным лестницам в особняках и общественных зданиях всегда придавалось большое значение. По конструктивным признакам и материалам, из которых изготовлялись, все лестницы условно можно разделить на три основных типа. К первому можно отнести цельнометаллические, ко второму – бетоннокаменные, к третьему –деревянные.
В свою очередь каждый из этих типов имеет разновидности.
Так, цельнометаллические лестницы с ходовой частью из литого чугуна имели в ограждающей части не только литые элементы, но и кованные. Хотя такие случаи крайне редки. Лестницы с каменными, что реже, и бетонными ступенями имели и литые ограждения и кованные. Распространение получило и совмещение кованых элементов ограждения с литыми опорными столбиками. Деревянным лестницам, часто встречавшимся в жилых домах, владельцы которых обладали небольшими возможностями, присущи как кованные, так и деревянные ограждения, чаще в виде точёных на токарном станке фигурных балясин. Особый интерес представляет декоративное оформление: литые прогоны с рельефным растительным узором, ажур подступенков, рельефный орнамент ступеней и площадок плит, фигурные столбики на поворотах, нарядные элементы ограждения, массивные волюты прогонов.
Декоративно – художественное оформление сдержано, но одновременное и не строго. Используются декоративные узоры растительного характера. Повторяемость элементов даёт эффект ритма, художественной орнаментальности и ажурности.
Узор решёток был симметричен, плотно заполнял пространство завитками и спиралями. Использовалась другая композиция узора, где рисунок симметричен двум осям: вертикальной и горизонтальной, от которой расходятся завитки, сплетения, разветвления и спирали. Но в целом в композиции прослеживаются вертикальные линии, что придаёт рисунку определённую строгость в отличие от рисунка полукружия.
Тем не менее узоры разнообразны, что достигалось с помощью различных комбинаций исходных элементов. Во многих узорах прослеживаются связи кузнечного ремесла с народным искусством. Так, многие элементы орнаментики встречаются в деревянной резьбе на домах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В проделанной работе была изучена история развития художественной ковки. Спустя века остались те же ковочные инструменты, те же металлы, предназначенные для ковки, те же методики, пусть и с какими-то индивидуальными стилями. Ковка художественных изделий всегда шла в ногу с художественными стилями. Простота и строгость кованых изделий делала их максимально удобными в использовании. Предметы очень сильно стилизованы, поэтому в большинстве случаев используются лишь принципы формообразования, заложенные в природе: пропорции, контрасты, гармония, принципы цветовой композиции и т.п. Популярность кованого ремесла бесспорна, так как именно оно является одним из последних "живых" ремесел в наш век стандартных изделий, производящихся массовым тиражом. Художественная ковка в интерьере – это возможность оригинально декорировать любое помещение независимо от его функционального назначения, она гармонично сочетается практически с любыми материалами. Неограниченные возможности металла выражать любые замыслы художника и мастера-кузнеца дополняются прочностью и долговечностью материала.
Используемая литература
1. О. Новоселова «Художественный металл России».
2.Сайт:«Художественная ковка»: http://hudozhestvennayakovka.ru/istoriya_hudozhestvennoy_kovki.html
3. Сайт: Википедия - Ковка
http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%E2%EA%E0
4. Сайт: Металл для ковки
http://www.kefa.ru/article/kovat/now/metall_dla_kovki.htm
5. А. П. Мардер «Металл в архитектуре».
www.litsoch.ru
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
«Пировская средняя общеобразовательная школа»
РЕФЕРАТ
ТЕМА: «Обработка металлов давлением: художественная ковка».
Выполнила:
ученица Пировской средней
общеобразовательной школы
Новикова Анастасия, 9 «Б» класс.
Консультант:
Учитель географии
Юрк Елена Эвальдовна
Пировское — 2012
СОДЕРЖАНИЕ:
1.Введение
2. Исторические сведения художественной обработки металла.
3. Виды художественной ковки
4. Металлы для художественной ковки
5. Современные методы и технологии в обработке металла
6. Применение художественного металла.
7.Заключение
8. Используемая литература
ВВЕДЕНИЕ
Художественная ковка металлов — искусство изготовления изделий из металла.
Художественная обработка металлов известна со времен глубокой древности. Человек, встретив на своем пути золото, был очарован его красотой, поражен способностью в любых условиях сохранять солнечный цвет и блеск, легко поддаваться обработке; использовав эти качества металла в сочетании с гармонией линий и форм, человек создал один из неподражаемых видов народного художественного творчества.
Художественная обработка металлов – искусство малых форм. Благодаря красоте материала, талант и техническое мастерство исполнителя позволили придать изделиям изысканность, высокую художественную ценность, особую выразительность.
Вначале для художественной обработки человек использовал только золото, затем постепенно стал применять серебро и другие металлы и сплавы. Изделия, созданные мастерами, призваны служить не только в качестве украшений и предметов быта; они способны нести в себе воспитательное начало: удовлетворять эстетические потребности человека, формировать его художественный вкус культуру, пробуждать интерес к творчеству.
Древние умельцы из поколения в поколение бережно передавали свои знания и практические приемы работы, что позволило сохранить и довести до наших дней искусство декоративной и художественной обработки металлов. Новый скачек в развитии искусства художественной обработки металлов произошел на современном этапе с выходом закона об индивидуальной трудовой деятельности.
Исторические сведения
художественной обработки металла
Издревле русские кузнецы (с VI-VIII веков н.э.) владели всеми приемами свободной ковки, кузнечной сварки, горновой пайки меди, умели производить термическую обработку изделий. Металл является одним из наиболее древних материалов, который человечество открыло, и начало широко использовать. Метеоритное железо стало применяться с IV тысячелетия до н. э. Добыча и обработка железной руды относятся ко II тысячелетию до н. э. Холодную обработку металлов дополнили горячая ковка и литьё, правда, для этого человечеству потребовалось не одно тысячелетие. Из всех металлов наибольшее применение получило железо. Знания и опыт в области обработки железных руд стали мерилом богатства и военной мощи. Русская земля, богатая железными рудами, не является исключением. Здесь издревле железо служило как для изготовления оружия, так и орудий труда, украшений и т. п. Добывалось оно из бурых железняков, озёрных и болотных руд, обжигаемых на открытом огне, в ямах или глиняных печах.
При том уровне техники от мастера требовалось много умения, навыка, опыта в обращении с металлом. Различить, например, сорта стали можно было только по цвету и характеру искры или излому, а степень нагрева при ковке, закалке и сварке — по цвету раскаленного металла (каленого) на глаз; о температуре отпуска стали мастер судил по цветам побежалости и т.д.
Приемы свободной ковки, известные с древних времен, сохранились и до наших дней. Кузнечная сварка была в основе изготовления холодного оружия из многослойной стали. Ее еще называют сварочным булатом. Больших успехов добились мастера из Дамаска. Дамасской сталью стала называться многослойная сварочная сталь.
В XVII в. многие кузнечные мастера переходят на изготовление больших и малых оград для дворцово-парковых ансамблей. Старые русские кузнецы не только обладали знаниями технологии ковки в совершенстве, но и славились высоким художественным вкусом.
Оригинальность объясняется присутствием легких кованых кружев на балконах домов, на оградах парков, скверов, церквей. Мастера классицизма великие архитекторы и зодчие Бова, Жилярди, Баженов, Казаков любили использовать кованый металл при проектировании и создании архитектурных ансамблей.
Художественная ковка стала упрощаться, все меньше осталось настоящих мастеров, умеющих отковать ограду, реставрировать или починить старинную решетку.
Поэтому возрождение этого вида ремесла имеет огромное значение для современного декоративно-прикладного искусства.
Виды художественной ковки
Для придания металлу нужной формы и характера, используют различные методы и технологии. Различают холодную и горячую ковку. При этом, горячая ковка считается ручной, а холодная — машинной.
Холодная ковка
Холодная ковка — дань современности. Изделия, изготовленные таким способом, не являются уникальными, потому что сделаны из заготовок. Суть холодной ковки состоит в том, что при помощи специального оборудования из металла вырезаются первоначальные заготовки. Заготовки, нужно сказать, вполне типовые и совсем не эксклюзивные. Затем эти заготовки обрабатываются при помощи машины. Именно машина загибает и придает форму будущего изделия. Соединение кованых элементов происходит посредством сварки. В процессе холодной сварки металл не подвергается нагреву. Это значительно снижает время изготовления и увеличивает его качество. Тем не менее, изделия, изготовленные холодной ковкой гораздо дешевле своих «горячих» собратьев, из-за своей типичности и одинаковости. Назвать эти кованые изделия произведением искусства уж точно нельзя. К тому же, для изготовления изделий методом холодной ковки требуется сложное оборудование. Такой способ подходит для изготовления экономичных кованых изделий, не требующих эксклюзивности.
Горячая ковка
Горячая ковка — это настоящая ручная работа. Здесь нет штампов и типовых изделий. Работа с металлом начинается при температуре выше, чем температура кристаллизации. При нагреве до этой температуры металл становится мягким и пластичным. Теперь можно приступать к работе. При помощи специальных инструментов и мастерства кузнеца, металл приобретает необходимую форму, превращаясь на глазах в нечто особенное. После придания формы, почти готовое изделие художественной ковки необходимо охладить, поместив его в бочку с холодной водой. Горячая ковка — это достаточно трудоемкий процесс, требующий большого мастерства и терпения. Зато и результат достойный. Способом горячей ковки можно получать совершенно любые кованые изделия: мебель, заборы, ворота, аксессуары для дома, сувениры и т.д. Причем каждое изделие будет индивидуальным. Горячая ковка позволяет изготавливать изделия по эскизам, экспериментируя с формой. Недостатком горячей ковки является более высокая цена, и невозможность изготавливать изделия массового потребления. Безусловно, говорить о том, что один способ изготовления кованых изделий лучше другого, некорректно. Каждый из них решает свои задачи.
Металлы для художественной ковки
Ковка – это процесс обработки металлов методом пластической деформации. Основное требование, предъявляемое к материалу – пластичность. Не все металлы можно обработать таким способом. Некоторые из них совсем не поддаются пластической деформации по причине высокой хрупкости. Из наиболее распространенных к ним относятся некоторые марки алюминиевых сплавов, чугуна. Другие материалы не куют, т.к. невозможно или очень тяжело разогреть их до температуры, при которой они становятся достаточно пластичными.
Железо и его сплавы
Самый распространенный металл, используемый в ковке – железо и его сплавы. Этот материал имеет высокую прочность при комнатных температурах, становится пластичным при разогреве до 1000 °С. Различные легирующие элементы повышают прочность железных сплавов, могут сделать их хрупкими. Для ковки рекомендуется использовать низкоуглеродистые железные сплавы, в идеале – чистое железо. Но чистое железо в природе практически не встречается и технология его получения в промышленных условиях достаточно дорогая. Достоинство железа как материала для ковки – высокая доступность, возможность сочетать различные технологии обработки (сварка, литье), термообработки, нанесения различных защитно-декоративных покрытий.
Алюминий и алюминиевые сплавы
Алюминий и алюминиевые сплавы также широко распространены. Если чистый алюминий очень пластичен, позволяет обрабатывать его с высокой степенью деформации, то про его сплавы нельзя однозначно сказать, насколько они пригодны для ковки. Сплавы алюминия делятся на две основные группы: литейные и деформируемые. Литейные сплавы, как правило, хрупкие, имеют очень низкую пластичность, для обработки давлением практически не пригодны.
Деформируемые, как следует из названия, позволяют получать различные изделия методом пластической деформации. Достоинства изделий из алюминия в том, что они очень легкие, мало подвержены коррозии, имеют привлекательный серебристо-белый цвет. Деформируемые алюминиевые сплавы сочетают в себе высокую прочность и приемлемую пластичность.
Медь и ее сплавы
Разнообразна группа материалов, состоящая из меди и ее сплавов. Широкое использование сплавов меди в промышленности даже привело к выделению целых групп марок материалов на основе меди. Это бронзы, латуни, медно-никелевые сплавы (мельхиор, нейзильбер). Как конструкционный материал, медь и ее сплавы были известны очень давно (бронзовый век), и сейчас этот материал широко используется в технике и в быту. Широкому своему использованию в промышленности медные сплавы обязаны многим своим достоинствам, в качестве материала для художественной ковки привлекательны тем, что большинство сплавов меди имеет достаточную пластичность, изделия их них имеют красный, желтый, золотистый, серебристо-белый цвет. Со временем поверхность медных изделий, находящихся в условиях повышенной влажности, покрывается зеленоватым слоем окислов (патиной), который придает ей вид старины, ценимый многими любителями. Есть даже технологии нанесения искусственной патины, используемой для придания новой вещи благородного облика. При пластической деформации медные сплавы очень быстро теряют свою пластичность, приобретают наклеп, увеличивающий прочность заготовки и ее сопротивляемость деформации. Для снятия наклепа в процессе ковки деталь приходится периодически подвергать отжигу.
Различные сплавы меди с легирующими элементами носят специальные названия. Так сплав меди с цинком называется латунью. Этот материал широко используется в промышленности. Для целей художественной ковки латунь интересна благодаря желтому цвету, блеску, повышенной прочностью и коррозийной стойкостью изделий. Латунь с содержанием по 2,5% цинка и алюминия внешне напоминает золото, поэтому широко используется в качестве имитатора этого драгоценного металла. В ковке используются латуни с высоким содержанием меди
Сплавы меди с оловом, алюминием, свинцом, бериллием, кремнием называют бронзой. Эти материалы также привлекательны для ковки, благодаря высокой пластичности, красивому цвету от желтого до золотисто-розового. Сплавы меди с никелем называются мельхиор и нейзильбер. Они пластичны, имеют красивый серебристо-белый цвет, обладают высокой коррозионной стойкостью. Из этих сплавов часто изготавливают изделия, имитирующие серебряные.
Современные методы и технологии в обработке металла
Ковка, а тем более художественная, не терпит дилетантства ни по отношению к материалу, ни к самому ковочному инструменту. Слишком велик престиж уже созданных произведений из металла в технике ковки, исполненной талантливыми художниками по металлу разных стран и времен. Это несомненно должно вдохновлять современных мастеров на создание новых шедевров.
Ковщик — человек, имеющий власть над металлом. Это не просто кузнец, который, не умаляя его достоинств и способностей, умеет мастерски выковать из куска металла необходимые в хозяйстве предметы. Ковщик — это кузнец-художник, могущий из прутка или проволоки создать архитектурное украшение, а то и скульптурное произведение.
Но вначале даже самый известный покоритель металла все-таки прошел через овладение кузнечно-слесарным искусством. И от этого никуда не деться: другого пути нет.
Способы деформирования ковкого металла. Основной способ, с помощью которого достигается деформация ковких или пластичных металлов, это ковка. Ковка бывает ручной и машинной. Меня интересует именно первый способ, т.к. художественная ковка в основном производится вручную. Нужная форма придается заготовке последовательным механическим воздействием на нее ударными инструментами. Различают свободную и штампованную ковку. Первая осуществляется произвольными ударами молота на усмотрение ковщика. Вторая — ударами по штампу, вдавливанием в заготовленную форму мягкого металла ударами кувалды.
Ручная ковка требует от ковщика не только художественного вкуса, сноровки и кропотливой работы, но и определенных физических данных и выносливости. Поскольку ручник не так уж тяжел, придется нанести в процессе изготовления кованого изделия несчетное количество ударов. А чтобы 8-10-килограммовой кувалдой махать — нужно иметь недюжинную силу. Раньше кузнецы работали в паре — старший (основной) мастер и подручный (молотобоец): старший ручником указывал помощнику место удара кувалдой, направлял весь процесс ковки. В индивидуальной кузнице приходится все ковочные процессы выполнять одному, то есть быть универсалом, как, впрочем, и в других видах художественной обработки металла.
Поскольку многие ковочные операции приходится выполнять с разогретым металлом, очень важно правильно осуществлять его нагрев, который производится в условиях мастерской горелкой или в горне — в зависимости от величины детали и температурных качеств материала. Наиболее благоприятный температурный интервал ковки — в пределах 800-900°С.
Воздух, необходимый для процесса горения топлива, в горн подается электровентилятором. Огонь в горне необходимо поддерживать ровным, не допускать высокого пламени, поливая, если нужно, водой, чтобы сбить длинные языки пламени в горне и чтобы самый сильный жар концентрировался внутри шахты горна — в горновом гнезде. Золу выгребают кочергой, не раскалывая. Уголь подкладывают не сверху, а по краям. Заготовку помещают под верхний слой углей — там наибольший жар (в нижней части гнезда жар слабее из-за потока поступающего воздуха).
Нагрев металла осуществляют медленно, чтобы он прогрелся равномерно и достаточно, но не перегревался, особенно это касается инструментальной стали, перегрев которой чреват трещинами в заготовке и разрушением при ковке.
Если все-таки перегрев какой-то части случится, то ее нужно отрубить. При оптимальном для ковки температурном режиме (800-900 °С) максимально возрастает пластичность стали и в 20 раз снижается ее прочность.
Протяжка. Протяжка нагретой заготовки в личной мастерской осуществляется на кромке наковальни под углом 40-45° ударами ручника по противоположной грани заготовки. После протяжки заготовку выравнивают с учетом заданных размеров, а неровности устраняют гладилкой
Высадка — операция, в результате которой из тонкой заготовки получают более объемную в определенной части (в середине, на конце) за счет утолщения сферической формы. Если высаживаемая часть должна стать более объемной, заготовку холодным концом ставят на наковальню, а удары кувалдой наносят с обратного нагретого конца. Если высаживаемая часть нужна тоньше, а значит, и длиннее, на наковальню ставят горячую часть и бьют по холодной. Слишком длинную (тонкую) высадку производят на пятке наковальни; клещи, которыми удерживают заготовку, опирают на зеркало наковальни. Чтобы добиться высадки в средней части заготовки, нагревают (горелкой) только середину прутка (стержня). С помощью высадки изготавливают крепежные костыли: заготовка должна быть квадратной, поэтому заготовки цилиндрической формы получают именно квадратный профиль; не прокованной оставляют только часть, из которой выковывают головку костыля на гвоздильной плите.
Осадка — операция по увеличению поперечного сечения поковки за счет ее укорочения. Эта операция применяется при изготовлении инструмента (например, ударного, фасонного) и создании элементов декора с переменным поперечным сечением. Нагретую заготовку, удерживая щипцами, ставят на наковальню вертикально и осаживают. Если осадить нужно не всю заготовку, т.е. по всей длине равномерно, а какую-то ее часть, то разогревают именно эту часть и работают таким же образом. Эта операция именуется высадкой.
Просечка и продевание. При изготовлении решеток, ворот, калиток используют операцию продевания прутков одного в другой. Чтобы ее осуществить, в прутьях нужно сделать просечки. Режим — горячий. Зубило для просекания прута должно быть круглого сечения, длинное и острое. Получив отверстие, зубило замачивают для охлаждения. Прутья квадратного сечения просекают квадратной же оправкой с направляющей рукояткой для ее удержания. Полученные отверстия доводят соответствующими оправками до размера сечения продеваемого прута. Комбинации различны: круглые — в квадратные, квадратные — в круглые и т.д.
Рубка. В процессе рубки холодного металла в нем возникает структурное напряжение, в результате чего в заготовке могут появиться трещины. Чтобы избежать этого, ее предварительно отжигают. При рубке горячей поковки зубило время от времени нужно охлаждать, причем желательно в масляной эмульсии, которая обволакивает лезвие зубила и препятствует его пригару к горячему металлу. Рубка производится по предварительной разметке керном по холодной заготовке. Прорубив на 2/3, поковку переворачивают (разруб должен совпадать с краем наковальни) и перерубывают полностью. Эту операцию можно осуществить и на подсечке, и в комбинации зубило-подсечка (рис. 3).
При рубке на подсечке нужно быть предельно внимательным, чтобы при очередном ударе молотка по заготовке не произошло полной разрубки, поскольку есть опасность повредить боек ручника и острие подсечки.
Рубку листовой заготовки до 3 мм производят в холодном режиме, более толстой — в горячем. Вырубку отверстий нестандартных форм осуществляют фасонными зубилами в горячем режиме.
Различают и некоторые разновидности рубки:
1) заготовку надрубывают, вытягивают, закручивают, изгибают в узор;
2) разделяют поковку по оси;
3) отделяют металл по наружному контуру.
Пробивка. Раскаленное место поковки устанавливается против отверстия наковальни и пробивается бородком в несколько приемов. Бородком металл выдавливается с обратной стороны заготовки. Не вынимая пробойника, поковку перемешают на зеркало наковальни и продолжают наносить удары до тех пор, пока не обозначатся контуры будущего отверстия в виде темного пятна. Затем поковку переворачивают и вновь переносят на отверстие в наковальне, где встречной пробивкой завершают операцию. Образуется отверстие, называемое выдрой. Это отверстие обрабатывается оправкой с целью придания правильной и аккуратной формы. Для увеличения отверстия деталь проковывают на роге наковальни. Зубила, применяемые для прорубки отверстий в разрезе, имеют форму конусов, соединенных основаниями. От массивности зубила и угла заточки его рабочей части зависит внешний вид вырубленной детали.
Вытяжка. Вытяжка производится с целью удлинения заготовки, изменения ее длины за счет уменьшения поперечного сечения. Например, из толстой поковки в горячем режиме кувалдой отковывается полоса. Сначала ковка производится с одной стороны раскаленной поковки, затем с другой. Завершается ковка ручником. Неровности устраняются гладилкой. Вытяжку малоразмерной заготовки производят ручником на углу наковальни, повторяя операцию до получения заданного размера. Заготовку круглого сечения вытягивают, придавая ей квадратное сечение, после чего грани сбивают на восьмигранник и окончательно формируют пруток до круглого сечения в обжимках, а затем проходят гладилкой. Такую же операцию осуществляют и при необходимости получения прутка с разными формами сечения и толщины. Операция разгонки производится с целью увеличения площади поковки или ее фрагмента, благодаря ее утончению. Расплющивают заготовку ручником, а ее часть наставкой. Применяются и специальные кузнечные инструменты — разгонки.
Для вытягивания пустотелых поковок используют конусные справки и шпераки — в зависимости от диаметра. Операции производятся соответственно с обжимками или свободной ковкой. К вытяжке относится еще одна операция — раздача неразъемных колец. В зависимости от диаметра ее производят ручником на роге наковальни, на шпераке или оправке, которые закрепляют в отверстии наковальни или в тисках. При раздаче колец увеличивается их внешний и внутренний диаметр, но уменьшается поперечное сечение, т.е. кольца становятся шире, но тоньше.
Ковочная операция вытяжка имеет три основные разновидности: собственно вытягивание (удлинение), разгонка (увеличение) и раздача (расширение), и сопряжена с привлечением множества основных и вспомогательных кузнечных инструментов. Практически без этой ключевой операции в ковке не обойтись при создании самых разных видов художественных изделий из металла.
Гибка — эта операция позволяет придать заготовке или ее части изогнутую под различными углами форму. Режим процесса — холодный или горячий в зависимости от толщины и профиля поковки. Гибка производится на наковальне, в тисках и других фиксирующих деталь приспособлениях. В месте изгиба происходит утончение поперечного сечения детали. Чтобы этого избежать, в месте изгиба производят предварительную высадку. Изгиб для декора наоборот производится с подсеканием металла. При необходимости получения нескольких или многих одинаковых изогнутых фрагментов изделия используют гибочную плиту. Различают гибку на угол и гибку по радиусу. Первая осуществляется на острой кромке наковальни, вторая — на ее круглом роге; радиус гибки регулируется изменением расстояния от вершины рога.
Скрутка (торсировка) — при этой операции части заготовки проворачиваются по оси относительно друг друга. Стержни толщиной до 15 мм скручивают в холодном режиме, но перед скруткой поковку отжигают. Выполняется эта операция следующим образом: производится разметка (в каком именно месте произвести скручивание), затем один конец прутка, стержня фиксируют в тисках, а другой закрепляют на воротке и проворачивают нужное число раз. Для фиксации линейных контуров скручиваемый пруток вставляют в трубу соответствующего диаметра и длины
Толстые стержни скручивают в горячем режиме. При нагреве части закрутки при поворотах воротка с холодной стороны заготовки получается завиток горячего края стержня, зажатого в тисках, который постепенно раскручивается и сходит на нет. Комбинациями таких приемов получают оригинальные детали. Скрутку можно произвести и во встречном направлении.
Особенно красивы скрученные стержни, у которых перед торсировкой вдоль всех граней выдавлены глубокие канавки. Эффектны и скрученные плоские прутки
Волюты-спирали — распространенные декоративно-художественные элементы кованых изделий, а именно — ионических колонн, спиралей, решеток и т.д. Ковка волюты производится свободным способом, и ее правильность и красота зависят от мастерства ковщика-художника. Если спиральных элементов, например, в перилах или ограде, требуется много, используют шаблоны, изготовленные по эталонному образцу и дающие равноразмерные детали. А волюты именно куются. Размер заготовки (ее длину) легко определить, применив свитую проволоку по фигуре будущей волюты. Распрямив мерку, получают длину поковки под волюту, отрубают такой длины поковку, нагревают с одного конца и делают ее законцовку. На роге или ребре наковальни оформляют основной, наиболее крутой завиток волюты. Затем нагревают ее по длине и с помощью спиральной оправки куют спираль. Окончания волют можно украсить орнаментом. По форме волюты бывают односторонними, двусторонними, с обратной закруткой, с разветвлением от прутка.
Рассекание — получение элементов изделия, выходящих из одной металлической поковки. Под рассекаемый металл подкладывают толстый лист для предохранения от порчи зубил и наковальни при рассекании заготовки. Элементы определенного рисунка отгибают, оттягивают один от другого, чтобы их можно было проковывать, скруглять и доводить каждый в отдельности. Отсекание ответвления от разогретого прутка производят зубилом по предварительной разметке поковки. Если требуется скругление рассеченных ветвей, то поковку рассекают до начала радиуса закругления, рассеченные ветви разводят, укладывают на круглую поверхность рога наковальни и кувалдой отгибают ветвь, а ударами по ее концу получают заданный рисунок по размеру закругления. Если от поковки нужно отсечь ветвь значительно тоньше основы, то отсекание (рубку) производят в тисках в вертикальном положении поковки (ее как бы обтесывают, получая металлические стружки, которые в основании не отсечены от стержня).
Выглажка — отделка фрагментов и в целом изделия художественной ковки. Производится после завершения всех формообразующих операций. Перед выглаживанием изделие нагревается до темно-вишневого цвета. Более сильный нагрев может привести к деформации кованого изделия Выглаживание производится обычными плоскими гладилками, а выпуклости или вогнутости ликвидируются специальными гладилками. Выглажка производится путем перемещения по поверхности металла гладилки и сопровождается нанесением ударов ручника по ней. Декоративные элементы кованого изделия выглажке не подвергаются — они могут утратить тот неповторимый шарм, созданный художником по металлу.
Применение художественного металла
В современной архитектуре, в формировании архитектурно — градостроительного пространства в наши дни также есть многочисленные примеры применения художественного металла. В этом прослеживается определённая традиция. Более того, значительно поднимается роль металла в наружной отделке современных зданий и сооружений, в декоративно — прикладном и монументальном искусстве.
Конечно, его применение имеет несколько иное направление, соответствующее эстетическим воззрениям и социально — экономическим условиям сегодняшнего времени, но так или иначе он влияет на формирование облика города.
Из — за радикальной реконструкции исторической части многих городов в последние годы исчезли многие здания и сооружения, а вместе с ними и многочисленные художественно-архитектурные изделия прошлого. С их потерей всё более возрастает ценность оставшегося художественного металла, требующего к себе внимания и более бережного отношения.
В этих условиях выявление, систематизация, изучение и сохранение произведений и изделий из художественного металла представляется не только важным, но и крайне необходимым. И не только для истории. Изучение особенностей художественно — архитектурного металла и приёмов его обработки позволит художникам и архитекторам на основе выработанного старыми мастерами опыта и традиций создавать новые решения, применимые и для сельской архитектуры, и для архитектуры малых городов и посёлков.
Первые изделия из металла, найденные археологами на русской земле, учёные относят к VI – IV веку до н.э. Там, где стояли когда-то древние городища, в наше время находят и железные предметы, и литейные приспособления. В раскопках городищ среди извлечённых предметов обнаруживают не только украшения из бронзы, но и литейные формы, железные пробойники, зубильца и другие предметы кузнечного производства.
На первых порах руду плавили в ямах, затем их заменили печи – домницы. Плавка шла на древесном угле с подачей в горн горячего воздуха, задуваемого с помощью мехов из шкур животных. Русская металлургия основательно развилась на Тульской земле, кустарное крестьянское производство железа становится промышленным. Резкий скачок в развитии отечественной металлургии приходится на начало XVIII столетия, когда военные планы Петра I потребовали огромного количества металла. Вокруг Тулы начали вырастать чугунные и железоделательные заводы, строителями и владельцами которых были предприимчивые промышленники из числа казённых кузнецов.
На территории России из всех промыслов наиболее широко был распространён кузнечный. Каждый город имел по несколько кузниц, а иногда и великое множество их, если под рукой имелись железные руды.
К числу наиболее ранних кованых изделий относятся различные по назначению ручки, засовы, петли, жиковины, которые со временем становились всё разнообразнее по художественным формам, рисункам. Широко использовалось кованое железо и на всевозможных решётках для окон и полотнах для дверей амбаров и церквей. Кованые светцы, ухваты, кочерги и другие необходимые в быту предметы и вещи в изобилии изготавливались кузнецами не только для нужд горожан и окрестного населения, но и иногда на вывоз за границу.
Двери в дом и ворота на усадьбу, участок человек украшал издревле и во все времена. Особенно украшались ворота в город, в крепость и двери храмов и богатых домов. Функциональное их назначение — прикрыть от недруга и от непогоды — прозаично. Но с развитием художественного начала в человеке неудержимо прорывается желание украсить окружающее, сработанное его руками, и проявить своё художественное «я». То, что сохранилось к нашему времени из архитектурно – утилитарных кованых изделий, относится в основном к XIX веку, но встречаются изделия и XVIII столетия. Из-за частых случаев пожаров менялось не одно поколение деревянных построек, но очень часто металлические детали со сгоревшего дома ещё долго служили человеку в новом строении. Уже изъеденные ржавчиной ручки и запоры, жиковины и петли кузнечной работы на воротах и калитках старинных построек привлекают внимание и необычностью очертаний, и в то же время своей прочностью, и какой – то надёжностью.
Всего, конечно, осветить невозможно, потому что кузнечные изделия применялись так широко, что, пожалуй, в стародавние времена трудно было отыскать строение, где бы ни приложил руку кузнец. Архитектурные элементы и детали из утилитарных изделий превратились в поистине художественные украшения, где орнамент композиции кованого металла не только не отделим от конструкции, а даже стремится подчинить её себе, включая в себя целиком.
И сама форма решёток или любых других изделий состоит из узора, где ритм орнамента руководит, направляет изгибы железного прута или полосы, заставляя их виться упругими завитками и спиралями.
Парадным лестницам в особняках и общественных зданиях всегда придавалось большое значение. По конструктивным признакам и материалам, из которых изготовлялись, все лестницы условно можно разделить на три основных типа. К первому можно отнести цельнометаллические, ко второму – бетоннокаменные, к третьему –деревянные.
В свою очередь каждый из этих типов имеет разновидности.
Так, цельнометаллические лестницы с ходовой частью из литого чугуна имели в ограждающей части не только литые элементы, но и кованные. Хотя такие случаи крайне редки. Лестницы с каменными, что реже, и бетонными ступенями имели и литые ограждения и кованные. Распространение получило и совмещение кованых элементов ограждения с литыми опорными столбиками. Деревянным лестницам, часто встречавшимся в жилых домах, владельцы которых обладали небольшими возможностями, присущи как кованные, так и деревянные ограждения, чаще в виде точёных на токарном станке фигурных балясин. Особый интерес представляет декоративное оформление: литые прогоны с рельефным растительным узором, ажур подступенков, рельефный орнамент ступеней и площадок плит, фигурные столбики на поворотах, нарядные элементы ограждения, массивные волюты прогонов.
Декоративно – художественное оформление сдержано, но одновременное и не строго. Используются декоративные узоры растительного характера. Повторяемость элементов даёт эффект ритма, художественной орнаментальности и ажурности.
Узор решёток был симметричен, плотно заполнял пространство завитками и спиралями. Использовалась другая композиция узора, где рисунок симметричен двум осям: вертикальной и горизонтальной, от которой расходятся завитки, сплетения, разветвления и спирали. Но в целом в композиции прослеживаются вертикальные линии, что придаёт рисунку определённую строгость в отличие от рисунка полукружия.
Тем не менее узоры разнообразны, что достигалось с помощью различных комбинаций исходных элементов. Во многих узорах прослеживаются связи кузнечного ремесла с народным искусством. Так, многие элементы орнаментики встречаются в деревянной резьбе на домах.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В проделанной работе была изучена история развития художественной ковки. Спустя века остались те же ковочные инструменты, те же металлы, предназначенные для ковки, те же методики, пусть и с какими-то индивидуальными стилями. Ковка художественных изделий всегда шла в ногу с художественными стилями. Простота и строгость кованых изделий делала их максимально удобными в использовании. Предметы очень сильно стилизованы, поэтому в большинстве случаев используются лишь принципы формообразования, заложенные в природе: пропорции, контрасты, гармония, принципы цветовой композиции и т.п. Популярность кованого ремесла бесспорна, так как именно оно является одним из последних «живых» ремесел в наш век стандартных изделий, производящихся массовым тиражом. Художественная ковка в интерьере – это возможность оригинально декорировать любое помещение независимо от его функционального назначения, она гармонично сочетается практически с любыми материалами. Неограниченные возможности металла выражать любые замыслы художника и мастера-кузнеца дополняются прочностью и долговечностью материала.
Используемая литература
1. О. Новоселова «Художественный металл России».
2.Сайт:«Художественная ковка»: hudozhestvennayakovka.ru/istoriya_hudozhestvennoy_kovki.html
3. Сайт: Википедия — Ковка
ru.wikipedia.org/wiki/%CA%EE%E2%EA%E0
4. Сайт: Металл для ковки
www.kefa.ru/article/kovat/now/metall_dla_kovki.htm
5. А. П. Мардер «Металл в архитектуре».
www.ronl.ru
