64. Схема рекристаллизации стали: 1 — рост кристаллов после ковки; 2 — состояние кристаллов в процессе ковки; 3 - кристаллы до ковки
Прежде чем положить заготовку в горн, нужно проследить, чтобы между соплом (или горновым отверстием) и поковкой был слой угля, способствующий перегоранию кислорода. Свободный кислород при высоких температурах в горне очень интенсивно окисляет нагреваемый металл, сжигая его и образуя окалину. При избытке воздуха нагревание идет очень быстро. Пламя получается короткое, яркое, не коптящее. Такое пламя называется окислительным.
При недостатке воздуха пламя будет тусклое, коптящее. Это значит, что продукты сгорания газа перенасыщены углеродом, который не сгорает из-за недостатка кислорода. Такое пламя называется восстановительным, в нем оксиды металлов будут восстанавливаться до чистого металла. Этот процесс плох тем, что расходуется много топлива и времени для нагрева.
Средним между окислительным пламенем и восстановительным является такое пламя, в котором продукты горения газа не содержат свободных частиц углерода и кислорода. Такое пламя называется нейтральным, при нем и следует вести нагрев.
§ 3. ИНСТРУМЕНТЫ
Все кузнечные инструменты делятся на опорные, ударные, вспомогательные и измерительные. К опорным относятся наковальня и шпераки.
Основной опорой, на которой производят ковку, является наковальня. Наковальни разделяются на безрогие, однорогие, двурогие. Масса наковальни колеблется от 150 до 350 кг. Наибольшее распространение получили двурогие наковальни массой до 200 кг. На рис. 65 показана двурогая наковальня: 7 — лицо, или наличник наковальни является местом, где производят ковку; 2 — конусообразный рог служит для загибания поковок сложных радиусных кривых; 3 — квадратный хвост служит для загибания поковок под углом 90°; 4 — квадратное отверстие используют для установки нижников; 5 — круглое отверстие используют для изготовления клепок гвоздей с помощью гвоздильни; б — лапы служат для крепления наковальни к стулу.
65. Двурогая наковальня: 1 — лицо наковальни; 2 — рог; 3 — квадратный хвост; 4 — квадратное отверстие; 5 — круглое отверстие; 6 — лапы
Поскольку наковальня является инструментом, на рабочую часть которой действуют большие нагрузки, то при выборе наковальни нужно быть особенно внимательным.
При легком ударе молотком хорошая наковальня издает чистый звук. Лицо наковальни должно быть закалено, что проверяют напильником, который оставляет едва заметный след. Наковальня устанавливается строго горизонтально и крепится к деревянному, желательно крепкой породы, стулу на высоте (от пола) согнутого большого пальца опущенной руки кузнеца.
66. Шпераки
Шпераки. Наковальня является опорным инструментом, на котором производят почти все виды кузнечных работ, а шпераки применяются в основном при сложных художественных работах. Формы их различны. Некоторые виды шпераков можно отнести к нижникам вспомогательных инструментов. Их можно вставлять в квадратное отверстие наковальни, некоторые закрепляют в кузнечные тиски. Шпераки, которые часто употребляют, крепят к деревянному стулу, врытому в землю. Перечислить все виды шпераков невозможно. Каждый мастер изготовляет инструмент и приспособления только тогда, когда это необходимо для изготовления того или иного изделия.
На рис. 66 показаны различные виды шпераков.
К ударным инструментам относятся кувалда, ручник (молоток) и фасонные молотки.
Кувалда (большой молот массой 4 — 8 кг) — основной инструмент молотобойца, применяется для нанесения сильных ударов. По своему характеру удары делятся на локтевой, плечевой и размашистый. Локтевой удар применяется при вытяжке и других операциях, где необходимы частые, но не сильные удары. Плечевой, средний по силе, применяется при рубке, пробивании отверстий и т. д. Сила плечевого удара должна быть соразмерна с величиной заготовки и характером работы. Во время рубки металла удары должны быть направлены вертикально и точно, на отрубающий инструмент. Последний удар должен быть слабым. Максимально возможный удар размашистый, когда кувалда описывает в воздухе полный круг; применяется при рубке толстых заготовок и других работах.