Кузница - Forge

Деревянная кузница, построенная в 1726 году в Ополе, Верхняя Силезия, Польша

Кузница в Восточный Меон, Хэмпшир, Англия

Кузница, построенная около 1880 г. в Мерсрагс, Курляндия, Латвия в настоящее время находится в Латвийский этнографический музей под открытым небом

А ковать это тип очаг используется для отопления металлы, или рабочее место (кузница), где расположен такой очаг. Кузница используется кузнец нагреть кусок металла до температуры, при которой его легче придать ковка, или до точки, где упрочнение больше не происходит. Металл (известный как «заготовка») транспортируется в кузницу и из нее с помощью щипцы, которые также используются для удержания заготовки на кузнице наковальня пока кузнец работает молотком. Иногда, например, при закалке стали или охлаждении заготовки, чтобы с ней можно было работать голыми руками, заготовку транспортируют на слабая ванна, который быстро охлаждает заготовку в большом водоеме. Однако, в зависимости от типа металла, вместо этого может потребоваться закалка в масле или солевой раствор; многие металлы требуют большего, чем просто закалка в воде. Из люка также поступает вода для борьбы с огнем в кузнице.

Типы

Уголь / кокс / угольная кузница

Кузница с донным доменным углем

Кузница обычно использует битуминозный уголь, промышленный кокс или же уголь как топливо для нагрева металла. Конструкции этих кузн со временем менялись, но независимо от того, используется ли в качестве топлива уголь, кокс или древесный уголь, основная конструкция осталась неизменной.^[1]

Кузница этого типа по сути является очагом или камин спроектированы таким образом, чтобы можно было управлять огнем таким образом, чтобы металл, попавший в огонь, мог быть доведен до пластичного состояния или вызвать другие металлургические эффекты (закалка, отжиг, и закалка в качестве примеров). Огонь кузницы в этом типе кузницы контролируется тремя способами:^{[нужна цитата ]} количество воздуха, объем топлива и форма топлива / огня.

Кузнечный огонь для горячая работа из металла

За тысячи лет ковки эти устройства в той или иной форме эволюционировали как основные характеристики этого типа кузницы:^[2]

Tuyere - труба, по которой воздух может быть нагнетен в огонь
Сильфоны или воздуходувка - средство нагнетания воздуха в фурму
Очаг - место, где горящее топливо может храниться над отверстием фурмы или напротив него. Традиционно очаги возводили из сырцового кирпича (саман ), обожженный кирпич, камень или, позже, построенный из железа.

Во время работы топливо помещается в очаг или на него и воспламеняется. Источник движущегося воздуха, например поклонник или сильфон, вводит дополнительный воздух в огонь через фурму. С дополнительным воздухом огонь расходует топливо быстрее и горит сильнее (и чище - дым можно рассматривать как ускользнувшее потенциальное топливо).

Типичная шотландская кузница в Auchentiber, Северный Эйршир, Шотландия.

А кузнец уравновешивает топливо и воздух в огне для соответствия конкретным видам работ. Часто это связано с корректировкой и поддержанием формы огня.

В типичной угольной кузнице очаг горения располагается в плоском очаге. Фурма войдет в жаровню внизу. В процессе работы горячим ядром пожара будет шар горящего кокса в котле и над ним. Сердце огня будет окружено слоем горячего, но не горящего кокса. Вокруг несгоревшего кокса будет переходный слой угля, превращающийся в кокс из-за высокой температуры огня. Вокруг всего находится кольцевой или подковообразный слой сырого угля, обычно сохраняемый влажным и плотно упакованным, чтобы сохранить форму сердца огня и предотвратить непосредственное горение угля, чтобы он сначала «превратился» в кокс.

Если требуется более крупный огонь, кузнец увеличивает поток воздуха, поступающий в огонь, а также питает и углубляет сердце кокса. Кузнец также может отрегулировать длину и ширину огня в такой кузнице, чтобы приспособиться к различным формам работы.

Основным отличием от только что описанной кузницы и огня является «обратная тяга», когда нет горшка, а фурма входит в очаг горизонтально от задней стены.

Кокс и древесный уголь можно сжигать в тех же кузницах, которые используют уголь, но, поскольку нет необходимости преобразовывать сырое топливо в основе огня (как с углем), с огнем обращаются по-разному.

Отдельные кузнецы и специализированные приложения способствовали развитию множества кузниц этого типа, от кузницы для угля, описанной выше, до более простых конструкций, вплоть до ямы в земле с ведущей в нее трубой.

Газовая кузница

Газовая кузница обычно использует пропан или же натуральный газ как топливо. В одной распространенной и эффективной конструкции используется цилиндрическая кузнечная камера и труба горелки, установленная под прямым углом к корпусу. Камера обычно облицована огнеупорный материалы, такие как твердый литой огнеупор керамика или мягкое керамическое термоодеяло (например, Kaowool). Горелка смешивает топливо и воздух, которые воспламеняются у наконечника, который немного выступает в футеровку камеры. Давление воздуха и, следовательно, тепло можно увеличить с помощью механического нагнетателя или с помощью Эффект Вентури.

Газовые кузницы различаются по размеру и конструкции: от больших кузниц, в которых используется большая горелка с вентилятором или несколько атмосферных горелок, до кузниц, построенных из кофе можно использовать дешевую простую пропановую горелку. Небольшую кузницу можно даже вырезать из одного мягкого огнеупорный кирпич.

Основное преимущество газовой кузницы - простота использования, особенно для новичка. Газовая кузница проста в эксплуатации по сравнению с угольными кузницами, а получаемый огонь чистый и постоянный. Они менее универсальны, так как огонь не может быть изменен для размещения крупных предметов или предметов необычной формы. Также сложно нагреть небольшой участок куска. Распространенное заблуждение состоит в том, что газовые кузницы не могут производить достаточно тепла, чтобы можно былосварка, но хорошо спроектированная газовая кузница достаточно горяча для любой задачи.

Кузница изысков

А нарядная кузница водная мельница, где чугун превращается в кованое железо.

Кузнечное оборудование

Наковальня

Наковальня служит кузнецу верстаком, куда кладется кованный металл. Наковальни могут показаться неуклюжими и тяжелыми, но это очень изысканный инструмент, тщательно продуманный в соответствии с потребностями кузнеца. Наковальни изготавливаются из литого или кованого железа с приваренной поверхностью из инструментальной стали или из цельного куска литой или кованной инструментальной стали. Некоторые наковальни изготовлены только из чугуна и не имеют поверхности из инструментальной стали. Это ненастоящие наковальни, и они не годятся для кузнеца, потому что они слишком мягкие. Обычный термин для чугунной наковальни - «ASO» или «объект в форме наковальни». Назначение поверхности из инструментальной стали на наковальне - обеспечить то, что некоторые называют «отскоком», а также быть твердым и не допускать вмятин от неправильных ударов молотка. Термин «отскок» означает, что часть силы удара кузнечного молота направляется обратно в металл, таким образом перемещая больше металла за один раз, чем если бы отскока не было. Хорошая наковальня может передавать от 50 до 99% энергии обратно в заготовку. Плоский верх, называемый «лицевой стороной», хорошо отполирован и обычно имеет два отверстия (но их может быть больше или меньше в зависимости от дизайна). Квадратное отверстие называется выносливым отверстием, в которое помещается квадратный хвостовик жесткого инструмента. Есть много разных надежных инструментов. Меньшее отверстие называется отверстием притчела и используется в качестве опоры при пробивании отверстий в горячем металле или для удержания инструментов, подобных тому, как это делает выносливый инструмент, но для инструментов, которые требуют возможности поворота на 360 градусов, например, прижим инструмент на случай, когда кузнечные клещи не могут удерживать заготовку так надежно, как это необходимо. На передней части наковальни иногда есть «рог», который используется для гибки, вытягивания стали и многих других задач. Между рожком и поверхностью наковальни часто имеется небольшая зона, называемая «ступенькой» или «столом для резки», которая используется для резки горячей или холодной стали долотами и инструментами для горячей резки без повреждения поверхности наковальни. Следы на лице переходят в несовершенства кузнечного дела.

Молоток

В кузнечной мастерской используются многие виды молотов, но мы перечислим лишь некоторые из наиболее распространенных. Молотки могут иметь форму и вес от половины унции до почти 30 фунтов в зависимости от типа работы, выполняемой с ним.

Ручной молоток - используется кузнец.
- Шариковый молоток
- Перфоратор
- Молоток с прямым ударом
- Круглый молоток
Кувалда - используется нападающий.

Долото

Долота изготовлены из высокоуглеродистой стали. Они закалены и отпущены на режущей кромке, в то время как головка остается мягкой, чтобы она не треснула при ударе молотком. Зубила бывают двух видов: горячее и холодное. Холодное долото используется для резки холодных металлов, а горячее долото - для горячих металлов. Обычно горячие зубила тоньше и поэтому не могут быть заменены холодными. Также многие кузнецы делают долото с простой скрученной ручкой, напоминающей молоток, их можно использовать на большем расстоянии от горячих металлов. Они очень полезны и встречаются во всем мире.^[3]

Щипцы

Клещи используются кузнецами для надежного удержания горячих металлов. Губы изготавливаются на заказ кузнецом различной формы, чтобы подходить для захвата различных форм металл. Для кузнеца нередко есть двадцать или более пар щипцов; Традиционно кузнецы начинают собирать свою коллекцию во время обучения. На рынке доступны различные типы щипцов. (1) плоские щипцы (2) заклепки или кольцевые щипцы (3) щипцы с прямой кромкой и канавками (4) щипцы для гад-клещей

Фуллер

Фуллеры - это формовочные инструменты различной формы, используемые для создания канавок или полостей. Они часто используются парами: нижний дол имеет квадратный стержень, который входит в прочное отверстие в наковальне, а верхний дол имеет ручку. Работа кладется на нижний дол, а верхняя часть кладется на работу и ударяется молотком. Верхний дол также используется для обработки закругленных углов и для растягивания или разравнивания металла.

Харди

Выносливый инструмент - это инструмент с квадратным хвостовиком, который помещается в прочную яму. Есть много разных видов выносливых инструментов, таких как жаростойкий резак, используемый для резки горячего металла на наковальне; более широкий инструмент, используемый для вытягивания металла и выполнения канавок; приспособления для гибки - и многое другое, чтобы перечислить.

Слабая ванна

А слабая ванна обычно большой контейнер, полный воды используется кузнецом для утолить горячий металл. Гидравлический бак в основном используется для охлаждения деталей изделия во время ковки (для их защиты или предотвращения «растекания» металла в одной области, например, от ближайших ударов молотка); для закалки стали; ухаживать за угольной или угольной кузницей; и просто быстро охладить работу для облегчения осмотра. В кузнечном деле и изготовлении инструментов термин обычно заменяется на «закалочную емкость», поскольку масло или же рассол используется для охлаждения металла. Считается, что термин «расслабление» происходит от слова «гашение», то есть «гасить жар».

Виды ковки

Падение ковки

Капельная ковка - это процесс, используемый для придания металлу сложной формы путем падения тяжелого молотка с плашкой на поверхность заготовки.^[4]

Процесс

Заготовка помещается в кузницу. Затем удар молотка заставляет нагретый материал, который является очень пластичным, принимать форму матрицы и полостей матрицы. Обычно для полной формовки детали требуется только одна матрица. Дополнительное пространство между поверхностями штампа приводит к выдавливанию части материала с боков, образуя вспышка. Он действует как предохранительный клапан для сверхвысокого давления, возникающего при закрытии половин штампа, и позже срезается с готовой детали.

Оборудование

Оборудование, используемое в процессе формирования капли, широко известно как мощность или молоток. Они могут приводиться в действие воздухом, гидравликой или механикой. В зависимости от того, как машина приводится в действие, массы цилиндра и высоты падения, ударная сила может составлять от 11000 до 425000 фунтов. Используемые инструменты, штампы и пуансоны бывают самых разных форм и размеров, например а также материалы. Примерами этих форм являются плоские и v-образные, которые используются для ковки в открытых штампах, а также штампы с одним или несколькими оттисками, используемые для закрытой штамповки. В конструкции штампов есть много аспектов, которые необходимо учитывать. Все они должны быть правильно выровнены, они должны быть спроектированы таким образом, чтобы металл и заусенец текли должным образом и заполняли все канавки, а также необходимо уделить особое внимание опорным перемычкам и ребрам, а также расположению линии разъема. Материалы также нужно подбирать тщательно. Некоторые факторы, влияющие на выбор материала, - это стоимость, их способность к затвердеванию, их способность выдерживать высокие давления, горячее истирание, тепловое растрескивание и другие подобные вещи. Наиболее распространенными материалами, используемыми для изготовления инструментов, являются углеродистая сталь и, в некоторых случаях, сплавы на основе никеля.

Материалы заготовки

Материалы, которые чаще всего используются в ковке методом капельной ковки, - это алюминий, медь, никель, низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь и магний. Мягкая сталь - лучший выбор, а магний, как правило, плохо подходит для ковки.

Галерея

Фотография

Выжечь огонь
Тормозной барабан Угольная кузница
Типичная кузница в Финляндия
Локомо наковальня в использовании

В искусстве

Картина 17 века из школы Корнелис Герритц Деккер мужчин вокруг кузницы
Исполнитель Уильям Блейк использовал кузнеца как мотив в его собственная обширная мифология. Здесь, Лос, главный герой нескольких стихотворений Блейка, терзается в своей кузнице фигурой Призрак в иллюстрации к стихотворению Блейка Иерусалим. Это изображение происходит из копии E. этой работы, напечатанной в 1821 году и хранящейся в коллекции Йельский центр британского искусства^[5]^[6]
Франсиско Гойя с Кузница в настоящее время проводится в Коллекция Фрика^[7]
Кузнец Мунечика (конец 10 века), которому помог дух лисицы (слева, в окружении лисиц), выковавший клинок Ко-Гицунэ Мару («Лисенок»). Ксилография Огата Гекко.

Смотрите также

внешняя ссылка

Журнал Forging - Все выпуски доступны онлайн бесплатно.
ERC / NSM, исследовательская организация по обработке металлов давлением Государственный университет Огайо

[1] «Архивная копия». В архиве из оригинала от 07.10.2016. Получено 2016-07-31.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)

[2] Свет, Джон Д. (июль 1987 г.). «Технология кузнечного дела и кузнечное строительство». Технологии и культура. 28: 658–665. JSTOR 3104997.

[3] Школа кузнечного дела Торфоберона: холодное долото, которое вы сделаете на нашем курсе «Сделай свои собственные инструменты» В архиве 2008-08-28 на Wayback Machine

[4] Справочное руководство по производственным процессам; Тодд, Аллен, Элтинг

[5] Карнизы, Моррис; Эссик, Роберт Н .; Вискоми, Джозеф (ред.). "Копия информации для Иерусалима Эманация Гигантского Альбиона". Уильям Блейк Архив. В архиве из оригинала 27.08.2013. Получено 11 сен, 2013.

[6] Карнизы, Моррис; Эссик, Роберт Н .; Viscomi, Джозеф (ред.). «Описание объекта» Иерусалим Эманация Гигантского Альбиона, копия E, объект 15 (Bentley 15, Erdman 15, Keynes 15)"". Уильям Блейк Архив. В архиве из оригинала 5 октября 2013 г.. Получено 12 сентября, 2013.

[7] ttp://collections.frick.org/view/objects/asitem/items$0040:196

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]