Технологія виготовлення художніх кованих виробів

Процес виготовлення кованих виробів із металу, незалежно від того, будуть чи це ковані сходи, ковані лавочки, ковані ворота, ковані решітки чи, наприклад, кований стіл, починається із створення ескізу майбутнього виробу. Перед початком кування малюються перші замальовки, на основі яких в процесі роботи виготовляється ескіз майбутнього виробу художнього кування . За ескізом, створеним художником, робиться трафарет. За трафаретом виготовляються заготовки майбутніх кованих виробів . І, нарешті, починається безпосередній процес ( кування ). Заготовка вкидається в піч, де вона нагрівається й розжарюється. Проте, якщо деталь має малі розміри або листова, роботи над нею проводяться методом холодного кування . Після того, як заготовка достатньо нагріта, її виймають і починають кувати ( виковувати ).

У процесі кування для надання заготовці певної форми використовуються різні прийоми та методи кування. Для виконання кожного з них використовується певна технологія та інструмент для кування металу. Технологія кування металу гарячим та холодним методом суттєво відрізняється. Як вже зазначалося, для гарячого кування потрібно нагрівання заготівлі для зміни її форми, а при холодному куванні заготовка лише згинається. На підставі цього і виділяються основні технологічні прийоми, знаючи які можна сміливо братися за кування металу своїми руками.

Холодне кування металу

Виконується холодне кування своїми руками досить легко і особливих зусиль не потрібно. Всі роботи розбиті на кілька етапів: створення ескізу або креслення майбутнього виробу, закупівля матеріалів і процес кування металу.

Креслення можна створити в спеціальній комп'ютерній програмі, придбати вже готовий або намалювати від руки. По суті, креслення має кілька цілей. По-перше, щоб знати, які елементи потрібно виготовити шляхом холодного кування. По-друге, маючи на руках такий проект, можна розрахувати кількість та тип металевих заготовок, таких як прути, профільні труби та інше. По-третє, креслення знадобиться для збирання всіх елементів у єдине ціле.

Окремо необхідно розглянути елементи холодного кування, з яких складається проєкт. Сьогодні можна знайти досить багато різних кованих елементів, але їх можна об'єднати в кілька класичних груп.

· Лапки. Цей елемент є розкатаним у будь-якій формі кінець металевого прута. У цю групу входять звані піки. Незважаючи на гострий кінець, піки виготовляються за схожою технологією.

· Завитки. У цю групу входить кілька поширених елементів: волюта, червонка та равлики. Волюта або баранка є прут, кінці якого загнуті в один бік. Червонка- прут, кінці якого загнуті у різні боки. Цей елемент іноді називають "доларом" через його схожість зі знаком американської валюти. Кома або равлик- простий завиток, один кінець якого загнутий, а другий прямий.

· Кільця. Створюється цей елемент досить просто: на болванку верстата накручується прут круглого або квадратного перерізу, в результаті виходить пружина, яку потім розрізають на окремі кільця.

· Торсіон. Цей елемент досить легко дізнатися по гвинтовому скручуванні вздовж осі. Варіантів торсіонів досить багато і одним з найпоширеніших є такий елемент, як ліхтарик, а також простий гвинтоподібний прут для ґрат або огорожі.

Весь процес виготовлення елементів холодного кування ґрунтується на наступних загальноприйнятих технологіях кування - згинання, закручування, витяжка.

Витяжка- це технологія, яка полягає у збільшенні довжини заготівлі шляхом зменшення перетину. У холодній ковці використовується один з варіантів витяжки - розкочування. Саме з її допомогою створюються різні лапки та піки. Для створення лапок використовується спеціальний верстат. Кінець заготовки заводиться всередину і потім запускається механізм розкочування, в результаті кінець виходить розплющеним з рельєфом або без нього. Для виготовлення пік використовують пресувальний верстат. Процедура та сама, але в результаті кінець виходить розкочений і опресований у певній формі.

Гнуття. Ця технологія кування полягає в загинанні кінців або іншої частини заготовки під певним кутом. Сама гнучка виконується практично на всіх верстатах холодного кування. Процес згинання можна простежити при виготовленні заготовки на верстаті равлик. Спочатку кінець заготовки міститься всередину спеціального шаблону і потім загинається під певним кутом. Ці роботи виконуються на верстаті равлик.

Скручування. Ця технологія кування має на увазі скручування заготовки вздовж своєї осі. У холодному куванні цей процес можна спостерігати при використанні верстата твістер, на якому створюються різні торсіони. Для цього один кінець заготовки поміщається в лещата, а другий кінець провертається вздовж осі. Окремо варто виділити елемент ліхтарик. Для нього використовують два і більше прути, які спочатку скручують уздовж осі, а потім уздовж осі стискають, в результаті прути в певному місці розходяться в сторони.

Складання всіх елементів в єдину конструкцію виконується за допомогою зварювання на спеціальному складальному столі. Сьогодні зварювальний апарат є загальнодоступним і є обов'язковим інструментом сучасних ковалів. Саморобне холодне кування досить поширене серед майстрів-початківців і приватних підприємців. Воно не вимагає особливих знань, навичок та великих приміщень для роботи.

Гаряче кування металу

У порівнянні з холодним, ручне гаряче кування набагато складніше і вимагає від майстра досвіду у поводженні з інструментом та хорошої фізичної підготовки. Роботи виконуються у кілька етапів: створення ескізу або креслення, закупівля матеріалів та кування.

По суті, різниця між гарячим і холодним куванням полягає в технологічних процесах обробки металу. По-перше, це стосується способу обробки. По-друге, для гарячого кування можна використовувати практично будь-які металеві заготовки. Але для зручності прийнято використовувати вже готові прути квадратного та круглого перерізу. По-третє, у художньому гарячому куванні відсутні будь-які рамки для елементів готового виробу. Звичайно, можна дотримуватись створення класичних елементів кування - завитків, лап, пік та іншого, але гаряче кування дозволяє використовувати весь потенціал уяви майстра, що розкриває необмежені можливості. Всі вироби з металу кування гарячим способом створюються за допомогою наступних технологій обробки металу: осадка, витяжка, гнуття, скручування, рубання, насічення малюнка та набивання рельєфу.

Осадка застосовується при куванні металу для збільшення поперечного перерізу всієї заготовки або її частини. При куванні в залежності від необхідності проводиться повне або місцеве нагрівання заготовки для осадки.

Витяжка полягає у збільшенні довжини заготовки шляхом зменшення її перерізу. Це можна виконувати шляхом нанесення ударів кувалдою або ручником, так і за допомогою розкочування металу між валів на верстаті. На відміну від холодного кування створення пік за допомогою витяжки вимагає точних та акуратних ударів.

Гнуття. Ця операція виконується для надання заготівлі загнутої форми. При цьому слід врахувати, що згинання товстих заготовок може спричинити їх спотворення і для надання первинної форми необхідно виконати осадку. Для згинання заготівлі застосовують різні шпераки, ріг ковадла, фасонні молотки та кондуктори.

Скручування. Ця технологія кування передбачає скручування заготовки вздовж своєї осі. Як і в холодному куванні, заготівлю затискають у лещата і провертають. Але на відміну від холодного кування, можна нагрівати заготівлю локально, що дозволяє легко робити локальне скручування.

Такі технології кування як розрубка, насічення малюнка і набивання рельєфу застосовуються в художньому куванні з використанням зубил. Краї гарячих заготовок, залежно від проєкту, розсікаються та закручуються кліщами. Також поки заготівля розпечена, її поверхні набивається різний візерунок.

При гарячому куванні металу важливо знати температурні режими нагрівання. Це допоможе якісніше обробляти метал. Кування чорного металу виконується за 800 - 1250 °C. Звичайно, вимірювати градусником розпечену заготовку буде неможливо і для визначення температури доведеться орієнтуватися на її колір. У наведеній нижче таблиці вказані температури та колір заготовки із чорних металів.

Кування металу своїми руками - справа досить цікава, що вимагає постійного вдосконалення. Це стосується, насамперед, створення різних художніх та декоративних елементів. Тим, хто тільки почав займатися куванням, доведеться чимало потрудитися, щоб їхні роботи мали ідеальну форму та високу якість.

Оскільки у декоративно-прикладному мистецтві застосовується велика кількість металів, які мають різні технологічні й декоративні властивості, існують різноманітні техніки й прийоми їх ручної художньої обробки. Найбільшого поширення набули такі формотворчі техніки:

– лиття;

– кування;

– карбування;

– бляхарство;

– мосяжництво;

– штампування;

– вигинання;

– різання;

– кольчужне плетіння.

Лиття – одна з найдавніших технік металообробки, передбачає заповнення розплавленим металом відповідно підготовленої вогнетривкої форми (камінь, глина, пісок тощо). Значно складніше лиття пустотілих предметів, бо потребує особливої, багаточастинної форми із вставним стрижнем. В окремих випадках застосовують спосіб «розхлюпування» металу по стінках форми. У сучасному масовому виробництві впроваджено лиття під тиском і центробіжне лиття циліндричної форми. Лиття має свої недоліки. Поверхню виливаного виробу інколи необхідно додатково обробляти вручну, що пов'язано із певними механічними труднощами, крихкістю матеріалу і т. ін. У художньому литті найчастіше використовують мідь, бронзу, латунь, цинк, рідше свинець та алюмінієві сплави. В ювелірних роботах, крім золота й срібла, практикують лиття з мельхіору, нейзильберу і дрібного чавуну.

Кування – стародавня техніка виготовлення виробів з металу шляхом нагрівання і розм'якшування заготовки, та подальшого надання відповідної форми й фактури. Основні прийоми кування відомі з давніх часів і дійшли майже без змін до наших днів: осадка (укорочення і потовщення металевого бруска), витяжка, рубка, розрубування, пробивання отворів, згинання, закручування, звивання, вигладжування, насікання візерунків та ін. При виготовленні складних виробів застосовуються відповідні ковальські штампи й форми. У художньому ковальстві часто виникає необхідність з'єднати окремі ковані деталі виробу в єдине ціле. Для цього застосовуються такі технологічні прийоми: склепування, з'єднання хомутами й обоймами, з'єднання на гвинтах, зварювання у горні тощо.

Карбування – нанесення рельєфу на листову заготовку металу (мідь, латунь, м'яка сталь, алюмінієві сплави, нікелеві сплави та ін.). Ця техніка широко використовується – від ювелірних мініатюр до великих монументальних творів – для декорування інтер'єрів та екстер'єрів громадських споруд.

За технологічними особливостями розрізняють вісім різновидів карбування: контурне вгнуте; контурне опукле; контурне для емалі; ажурне (прорізний метал); рельєфне; декоративно-фактурне; кругле карбування посуду (дифування) і карбування литих виробів. Для виготовлення кількох предметів з однаковими карбованими прикрасами застосовують шаблони.

Басма – вид техніки тиснення малюнку за допомогою спеціальних матриць – басманних дощок. Порівняно з карбуванням (чеканкою) виготовлення рельєфних басманних рисунків значно швидше та економніше.

Мосяжництво – різновид художньої обробки кольорових неблагородних металів та сплавів на їх основі (міді, бронзи, латуні), а також виготовлення з цих матеріалів різноманітних виробів. Термін «мосяжництво» – народний. На Гуцульщині мосяжем називали сплав кольорових металів, до складу якого входили мідь, олово і сурма. З цього сплаву робили різноманітні вироби і прикраси.

Кольчужне плетіння – давня техніка з'єднання кілець з тонкого дроту (золото, срібло, мідь тощо) у своєрідні ланцюжки, плетиво. Зараз ця техніка застосовується для виготовлення ланцюжків, браслетів та інших прикрас різними прийомами: змійка, стрічка, якір тощо. Основними техніками декорування металевих виробів є: чорніння, вороніння, емаль, зернь, скань, інкрустація, дамаскінаж та ін.

Гравірування – нанесення на поверхню металу орнаментів або фігурних зображень різцями-штихелями. Розрізняють пласке гравіювання та рельєфне. Пласке певною мірою нагадує контурне карбування. Гравійовані вироби найкраще сприймаються зблизька. Цю техніку переважно застосовують в ювелірній справі для оздоблення посуду та деяких типів прикрас із золота й срібла. Чернь – ювелірна техніка оздоблення виробів із срібла способом нанесення на гравійовану поверхню порошкоподібного сплаву (сірчисті сполуки срібла, міді, свинцю тощо) з подальшим випалюванням за низьких температур. Розплавлений чорний сплав рівномірно заливає заглибини і посилює виразність декору, оживляючи таким чином дещо одноманітну поверхню срібла. Чернь інколи поєднується із золоченими елементами, що надає творам своєрідної колірної гармонії. Воронування – спосіб декоративної обробки металевих (стальних) виробів, що полягає у нагріванні виробу в лужному розчині або масляній емульсії до утворення оксидної плівки синьо-фіолетового, коричневого або буро-коричневого кольору. Окрім лужного використовують хімічне та термічне чорніння. В результаті воронування на поверхні виробу утворюється тонка 1…10 мкм плівка окислу заліза. Для підвищення її стійкості виріб іноді додатково покривають рослинними оліями, мінеральним маслом або лаком. Даний вид декорування використовують переважно для зброї, інтер’єрних виробів. Хромування, міднення, срібнення – нанесення електролітичним або хімічним методом на поверхню виробу тонкого шару відповідного елементу з метою надання основі антикорозійних властивостей. Емаль (фініфть) – ювелірна техніка декорування виробів з металу. Тонкий шар силікатного сплаву, забарвлений відповідними окислами металів, наносять у порошкоподібному або пастоподібному стані на поверхню виробів і сплавляють у муфельній печі. За температури 700…800 0С сплав міцно з'єднується з металом. В одних випадках емаль вкриває площину суцільно, в інших – акцентує композицію невеликими крапельками. Своїм полиском і переливами кольорів вона підсилює декоративний ефект, захищає поверхню від корозії.