Как нагреть металл в домашних условиях

Многие интересуются, как правильно закалить металл в домашних условиях и в каких случаях требуется этот процесс? Закаливание изделий из этого материала проводят при необходимости повышения его крепости. К примеру, для упрочнения кромок для резки кухонных принадлежностей (нож, секатор) или же инструментов (стамеска, зубило и т.д.) К тому же металл приобретает некоторую долю пластичности, что облегчает обработку материала. С этим правилом хорошо знакомы кузнецы. В статье будет описано, как закалить металл в домашних условиях.

Для чего нужно закаливание?

Закаливание металла способствует увеличению твердости изделия примерно в 4 раза. В этом случае предмет из этого материала с легкостью может разрезать стеклянную поверхность. Закаливание требуется из-за недостаточной крепости предмета или наоборот. В первом случае изделия из металла будут заминаться, а во втором – крошиться.

Проверка уровня закалки металлического изделия

Для проверки уровня закалки изделия из металла следует взять напильник и провести инструментом по краю предмета для резки, к примеру, топора или ножа. Если вы чувствуете, что напильник начинает приставать или липнуть к металлу, то это свидетельствует о том, что изделие закалено недостаточно. При этом его край будет мягкий и податливый.

Если же инструмент легко отходит от предмета и создается ощущение, что он его гладит, а рука не чувствует неровностей, то это означает, что металл закален излишне.

Закалить металл в домашних условиях возможно. При этом не следует обращаться к сложным технологиям. Процесс проводится своими руками.

Следует помнить, что процессу не подлежат малоуглеродистые стали. А вот достичь увеличения прочности изделий из углеродистых или инструментальных материалов реально.

Как проводится закалка?

Технология закалки предполагает два процесса — нагревание металлического изделия до высокой температуры и последующее охлаждение.

Термическое обрабатывание поверхности целесообразно в том случае, если:

• есть необходимость придания металлу дополнительной прочности;
• требуется повышение уровня пластичности, к примеру, для последующей горячей ковки.

Цена закаливания металлического изделия на профессиональном уровне составляет 200 руб. за 1 кг. Обработка огнем мелких деталей обходится дешевле. Цена за эту услугу равна 20 руб.

Как закалить металл в домашних условиях? Необходимо ознакомиться с некоторыми нюансами этого дела.

Нагрев должен отличаться равномерностью. На металле не должно возникать пятен черного или синего цвета. Нельзя нагревать изделие до крайнего показателя температуры. О том, что процесс протекает правильно, свидетельствует появление яркого красного цвета.

Какое оборудование употребляется для закалки?

К примеру, для того чтобы закалить метал в домашних условиях в форме сверла, применяется электрическая или термическая печь, лампа для паяния или же костер. Что подойдет в конкретном случае зависит от того, какой показатель температуры требуется для обрабатываемого материала.

Охлаждение разных инструментов

Правила охлаждения инструментов могут быть разными. Процесс можно осуществить в один или несколько приемов. Все зависит от типа металла.

Как закалить металл не по всей поверхности, а лишь в определенном месте? В этом случае применяется струйный вид закалки. Он подразумевает направление струи холодной воды на предмет точечно.

Если проводится действие с одним охладителем, то требуются специализированные приспособления в виде бочки или ведра. С этой целью применяют даже ванну. Такой способ охлаждения подходит для предметов на основе углеродистой или легированной стали.

Если для понижения температуры изделия требуется схема охлаждения, включающая две ступени, то употребляются разные среды. Этот процесс обеспечивает отпуск металла. Изначально сверла или диски подвергаются охлаждению водой, затем посредством машинного или минерального масла. Охлаждение при его помощи является второй ступенью процесса, так как есть риск воспламенения под влиянием высокой температуры.

Применение воды для охлаждения

Основной жидкостью для охлаждения является вода. Если в нее добавить немного соли или мыла, то скорость охлаждения поменяется. Поэтому бак для закалки нельзя использовать для мытья рук. Для обеспечения одинакового показателя твердости на металлической поверхности следует поддерживать температуру жидкости 20 — 30 °С. Нельзя часто ее менять в баке. Запрещается проводить охлаждение изделия в проточной воде.

Минусом закаливания при помощи воды является появление на поверхности металла множества трещин. Таким способом следует подвергать процессу предметы простой формы или же цементированные.

Что применяется для закаливания деталей сложной формы?

Как закалить металл сложной формы? Для легированной стали используется пятидесятипроцентный раствор каустической соли в холодном виде или подогретом до 50 — 60 °С . Детали, подогретые в соляной ванне и прошедшие в ней закалку, выходят светлыми. Нельзя чтобы температура раствора была выше 60 °С.

Пары, которые возникают при закаливании, несут вред здоровью, поэтому ванна обязательно должна быть оснащена вентиляционной вытяжкой.

Как осуществляется закаливание легированной стали?

Как закалить металл? В домашних условиях легированную сталь подвергают процессу в ванне с минеральным маслом. Тонкие предметы из углеродистой стали закаливают этим же способом. Плюсом масляных ванн является то, что скорость охлаждения не находится в зависимости от температуры масла. Оно будет протекать одинаково быстро при любом ее показателе.

Как закалить металл в масле правильно? В такую ванну не должна попадать вода, так как это может спровоцировать появление на поверхности металлического предмета трещин. Замечено, что если масло разогрето до температуры 100 °С, то попадание воды не вызовет растрескивания изделия.

Минусы масляной ванны

• При закаливании выделяются ядовитые газы.
• На предмете образуется налет.
• Масло может воспламениться.
• Качество закалки в масляной ванне постепенно снижается.

Как проводится отпуск металла?

Отпуску подвергаются все детали, прошедшие закалку. Это снимает внутреннее напряжение. В результате этого процесса понижается твердость и повышается пластичность материала.

Как отпустить закаленный металл? В зависимости от нужной температуры процесс проводится:

• в ваннах с маслом;
• в ваннах с селитрой;
• в печах с воздушной циркуляцией;
• в щелочных ваннах.

От чего зависит выбор температуры отпуска?

Как ослабить закаленный металл правильно, что следует учитывать? Важным фактором является температура отпуска. Она зависит от типа стали и требуемого показателя твердости изделия. К примеру, изделие для которого требуется показатель HRC 59 – 60, подвергается отпуску при температуре 150 — 200 °С. В этом случае внутренне напряжение понижается, а твердость практически не меняется.

Быстрорежущую сталь опускают при температуре 540 — 580 °С. Такой процесс получил название вторичного отвердения. Его результатом является повышение твердости изделия.

Металл закаляется на цвет побежалости. Его нагревают на электрической плитке, в печах или горячем песке. Пленка окиси, появляющаяся при нагревании, окрашивается в разные цвета. При этом поверхность металлического изделия очищается от окалины, нагара и масла.

После отпуска металл, как правило, охлаждают на воздухе. Хромоникелевые изделия охлаждают в воде или масле, так как медленное остывание этих марок приводит к отпускной хрупкости.

Как закалять сталь на открытом огне?

Как закалить металл на огне? Для легкого проведения процесса закаливания металла в домашних условиях следует развести костер и подготовить две тары большой емкости. В огне должно присутствовать множество раскаленных углей.

В одну емкость следует залить дизельное или моторное масло, а в другую чистую воду. Лучше если она будет колодезной. Изначально подготавливается инструмент, при помощи которого будет удерживаться раскаленный до предела металл. Употребляют кузнечные клещи. Но если их нет, то можно использовать что-либо аналогичное.

После проделывания предварительных работ, сверла из металла или же другие инструменты кладутся в центр пламени на горячие угли. Угольки белого цвета гораздо горячее остальных. За процессом закаливания нужно наблюдать внимательно. Пламя костра должно быть малинового цвета. Если огонь приобретает белый цвет, то есть угроза перегревания и даже сгорания металла.

Необходимо следить за тем, чтобы малиновый цвет был распределен по все площади костра равномерно. На кромке изделия из металла не должно появляться пятен черного цвета. Если на материале появляются синие пятна, то это свидетельствует о чрезмерном размягчении материала и его излишней пластичности. Этого допускать нельзя.

После прокаливания в огне металлического изделия его следует убрать из очага высокой температуры. Раскаленный предмет опускается в емкость с маслом много раз с интервалом в 3 секунды. Промежуток времени постепенно увеличивают. Медлить на этом этапе нельзя. Операция проводится скоро и резко. Изделие окунается в масло до тех пор, пока его цвет перестанет быть ярким и насыщенным.

Затем предмет погружается в ведро с водой, которую необходимо немного взбалтывать. На этом этапе следует быть предельно острожными, так как капли масла на ноже или топоре могут подвергнуться осушению при погружении в водную среду. Сверла следует опускать в жидкость толстым концом.

Как правильно закалить металл, вам уже известно. Если придерживаться всех рекомендаций, то процесс принесет желаемый эффект.

В каких случаях прибегают к применению электрической печи?

В домашних условиях приходится закаливать изделия из цветных металлов или стали. В этом случае потребуется очень высокая температура до 900 ºС и выше.

Разогреть изделие из металла до такого показателя в состоянии только электрическая или муфельная печка. Последнюю можно изготовить своими руками, а вот электрическую сделать невозможно.

Как изготовить муфельную печь?

Как закалить металл в домашних условиях при помощи муфельной печи, изготовленной своими руками? Такое приспособление станет очень нужным в домашнем хозяйстве. Оно позволят провести термическую обработку изделий из металла без лишних манипуляций. Для изготовления печи своими руками требуется огнеупорная глина, используемая для покрытия. Из этого материала создается камера толщиной не больше 1 см. Ее размеры должны составлять 210х105х75мм.

Осуществляя лепку муфельной печи своим руками, прибегают к использованию к заранее приготовленной формы из картона. Чтобы она не липла, ее пропитывают парафином.

Глину намазывают на форму с изнанки. В этом случае во время просушивания она не даст усадки. При затвердевании материал сам отойдет от граней формы. Огнеупорная глина может стать основой двери печи.

Самодельной муфельной печи надо дать просохнуть на открытом воздухе. Затем ее просушивают до конца в печи при 100 ºС. Двери и камера обжигаются постепенно при увеличении температуры до показателя 900 ºС.

Деталям следует дать остыть, не вынимая их из печи. Затем к ней присоединяется дверка. Ее поверхность шлифуется при помощи напильника.

На камеру наматывается 18 м проволоки из нихрома. Толщина ее должна составлять 0,75 мм. Первый и последний витки необходимо скрутить. Чтобы не возникло замыкание, расстояние между витками обмазывается глиной. На сухой слой материала надо намазать еще один слой толщиной 12 см.

Муфельная печь, сделанная своими руками, заключается в металлический каркас, размер которого составляет 270х200х180 мм.

Для облегченной сборки корпуса его следует сконструировать с двумя съемными крышками, фиксируемыми посредством винтов.

К передней крышке на петлю крепится дверца. Она должна открываться в горизонтальном направлении. На эту дверку при помощи болтов и прокладок нужно установить керамическую деталь.

Все зазоры замазываются глиной, а края проволоки убираются на заднюю крышку каркаса.

Затем делается разъем и стандартный шнур с вилкой. Все отверстия между нагревающими деталями и каркасом заполняются асбестовой крошкой.

Для установки термопары и получения возможности отслеживать процесс закалки металла в камере необходимо просверлить два отверстия. Диаметр первого должен составлять 1 см, а второго 2 см. К ним крепятся закрывающиеся шторки из металла.

Вес самодельной муфельной печи составляет 10 кг. Она раскаляется до показателя температуры 900 ºС в течение часа. При ее помощи можно облегчить процесс закаливания сверл, напильников, матриц и множества других металлических изделий.

Муфельное оборудование для закалки металла не является единственным устройством. С этой целью применяют камерное приспособление, электрическую или термическую печь, а также печь-ванну. Сделать муфельную печь своими руками выгоднее, чем приобрести готовое оборудование. К примеру, средняя цена такого приспособления на рынке составляет 40 000 руб.

Кузнечное дело уже давно стало одним из самых популярных хобби у многих людей. В этом нет ничего странного, так как с помощью ковки можно создавать самые настоящие произведения искусства. Разумеется, такое хобби, как ковка металла в домашних условиях, имеет определенные требования.

Первым делом нужно позаботиться о наличии мастерской, необходимых инструментах и разных приспособлений. А самое главное – понадобятся специальные знания об этом сложном процессе. Ковка металла потребует хорошего художественного вкуса и изрядного терпения, только тогда можно рассчитывать на желаемый результат.

Нельзя сказать, что ковать металл в домашних условиях просто, но нет ничего невозможного.

Видео по теме "Северные врата. Ковка ножа из дамасской стали"

Для этого нужны будут такие инструменты:

Видео по теме "Как согнуть листовой металл, в домашних условиях"

1. Кувалда.
2. Молотки.
3. Кузнечное зубило.
4. Подбойки.
5. Обжимки.

Как правильно нагреть заготовки?

Конечное качество металлического изделия во многом зависит от того, какой выбран температурный режим нагревания заготовки. Также от этого зависит внешний вид изделия и его долговечность. Следует учитывать то обстоятельство, что металл может подвергаться обработке только тогда, когда он доводится до необходимой для ковки температуры. Таким образом, у металла понижается сопротивляемость, его можно деформировать, очень высокой становится степень пластичности.

Необходимо принимать во внимание, что для каждого металла есть свой температурный режим для ковки. Такой температурный режим определяется структурой заготовки и ее химическим составом.

Как правильно выбрать температуру для ковки?

При ковке металла в домашних условиях нужно учитывать, что когда нагревается углеродистая сталь (что осуществляется под воздействием высокой температуры), то углерод верхнего слоя выгорает на глубину примерно в 2-4 мм. Благодаря этому твердость заготовки снижается, а значит, снижается и твердость будущего изделия. Сталь значительно потеряет прочность, как и способность к закаливанию.

Видео по теме "Как нанести рисунок (узор) на металл.Травление в домашних условиях.Кабан на топоре"

Перед тем как приступить к ковке, следует обязательно убедиться в том, что металл вглубь прогрелся равномерно. Для качества работы такое условие является очень важным. Нужно учитывать, что если металл прогрелся только на поверхности, то на высокое качество работы рассчитывать не следует. Необходимо учитывать, что заготовка приобретает единообразную пластичность, она должна быть устойчивой к деформации, таким образом, обрабатывать ее будет гораздо легче.

Видео по теме "Cold forging metal at home. Autumn composition from leaves"

Надо принимать во внимание то обстоятельство, что каждая марка стали имеет свой температурный интервал, который лучше всего подходит для ковки. Во время работы заготовка должна периодически прогреваться, так как ее температура на открытом воздухе опускаться не должна.

Самые распространенные ошибки при ковке

Для того чтобы все получилось на высшем уровне, следует избегать наиболее распространенных ошибок, которые допускаются начинающими мастерами.

1. Не стоит нагревать металл больше, чем это требуется для его оптимальной обработки. В противном случае пластичность материала резко снизится, а структура станет крупнозернистой, что отрицательно влияет на результат работы. Если температура при этом продолжает повышаться, то может возникнуть пережег заготовки.
2. Если заготовку не нагреть должным образом, то не удастся достигнуть необходимой для качественной ковки пластичности. Это может привести к тому, что металл станет крошиться, после чего работать с ним будет уже невозможно. Нарушится целостность заготовки, станут появляться трещины.

Видео по теме "Ковку стали, делают так. "

Железо следует ковать, пока оно горячо, об этом говорили еще далекие предки, которые знали толк в кузнечном деле. В кузнечном деле очень важно придерживаться необходимой температуры. Если все сделать правильно, то получится красивое изделие высокого качества.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Сложно ли изготовить нож самостоятельно? Если подойти грамотно к процессу, то в итоге получится надежное и долговечное изделие. Важно – правильно выбрать материал заготовки. Нередко для этого используют сверла по металлу, они практически идеально подходят для ковки ножа. Из сверла делают и бытовые модели, и так называемые авторские изделия.

Необходимые материалы и инструменты

Прежде всего следует определиться с маркой сверла, а в частности – с металлом, из которого оно изготовлено. Специалисты считают лучшим вариантом модель из стали Р6М5. Она относится к разряду инструментальных быстрорежущих. Ее преимуществом является возможность обработки методом ковки и относительно невысокий температурный режим для этого.

Важно правильно подобрать размер заготовки, ведь от этого будут зависеть габариты изделия. Так, сверло диаметром 10 мм с хвостовиком имеет длину 87 мм. Определившись с этими параметрами нужно узнать рекомендуемые режимы термической обработки заготовки для полноценной ковки в домашних условиях.

Как видно, для полноценного изготовления понадобится как минимум кузнечный горн (). При этом предварительно нужно выпрямить режущую часть сверла, что можно сделать только после его нагрева хотя бы до минимальной температуры обработки.

Если горна у вас нет, то выход из такой ситуации – сделать временную печь самостоятельно. Для этого потребуются огнеупорные кирпичи, основа для их установки и любой механизм для подачи воздуха. В качестве последнего можно использовать простой бытовой пылесос с режимом обратного выхлопа.

Кроме это для полноценной ковки ножа из сверла понадобятся следующие материалы и инструменты:

• Тиски.
• Плоскогубцы, «газовый» ключ (с его помощью удобно выпрямлять сверло).
• – можно использовать кусок рельсы или аналогичную ей металлическую поверхность.
• Набор молотов для механической обработки. Для единичного изготовления достаточно будет стандартного молотка с весом головки от 400 до 600 г.
• Бытовой шлифовальный станок.

Работы лучше всего выполнять на открытом воздухе или в нежилом помещении с хорошей вытяжкой. Для нагрева сверла используют уголь или газовую горелку. Последний вариант предпочтительнее, так как пламя от нее характеризуется постоянной температурой.

Порядок изготовления

После подготовки всех необходимых комплектующих следует выровнять сверло. Ни в коем случае не нужно этого делать без предварительного разогрева. Поместив заготовку в горн ждем, пока она не нагреется до нужной температуры. Явный признак готовности к обработке – равномерный красный цвет по всей поверхности. Затем оно извлекается из печи и крепится хвостовой частью в тисках. С помощью трубного ключа аккуратно выравниваем режущую кромку. Рекомендуется выполнять эту работу в несколько этапов, чтобы избежать трещин и разлома изделия.

Только после этого можно планировать очертания будущего ножа. Не всегда удается правильно «угадать» конченую форму получившейся заготовки. Как только сверло было развернуто – делают чертеж, который послужит личным «техническим» документом для изготовления ножа.

Следующий этап – ковка до придания изделию нужной формы. Во время ее выполнения нужно быть готовыми к следующим моментам:

• Трудоемкость. В среднем, для того чтобы сделать из практически круглого сверла плоскую заготовку понадобится от 2-х до 4-х часов работы.
• Рекомендуется начать с хвостовой части, на которую впоследствии будет установлена ручка.
• В некоторых моделях хвостовик изготавливается из стали 45. У нее температура ковки несколько выше — 1250-700°С. Это нужно учесть при разогреве.

После формирования заготовки следует придать ей окончательную форму. Это лучше всего сделать с помощью шлифовального станка. Ручная обработка займет много времени, так как сталь Р6М5 достаточно твердая. Для закалки можно использовать отработанное машинное масло(весь ). Важно – не перегреть сталь.

Что еще нужно учесть при изготовлении ножа из сверла? Самая распространенная ошибка – слишком тонкое лезвие. В процессе обработки на шлифовальном станке или во время заточки оно с большой вероятностью поломается. Оптимальная толщина лезвия должна составлять 2-2,5 мм.

• Отверстия для крепления ручки можно сделать сверлением или электролизом. Последний вариант удобнее, если хвостовая часть изготовлена из стали 45.
• Для придания хорошего внешнего вида используется паста ГОИ.
• В качестве заготовки можно использовать не только сверло, но и часть автомобильной рессоры, напильник.

Заточку лучше всего выполнять сначала с помощью шлифовального станка, а затем «довести» кромку лезвия вручную бруском. Также нужно помнить, что согласно законодательству нож считается холодным оружием при длине клинка более 90 мм. Обоюдоострое лезвие от 50 мм и больше тоже требует оформления разрешения на ношение и хранение. Это очень важно, так как УК РФ предусматривает меры за незаконное изготовление, хранение и ношение холодного оружия.

Кузнечное дело еще с давних времен считалось привилегией настоящих мужчин. Этот процесс завораживает своей красотой и таинственностью, а тайны некоторых мастеров этого дела до сих пор остаются загадками и хранятся в строгом секрете. Осообенно это относится к изготовлению холодного оружия, которое ранее производилось в закрытых кузнях под охраной стражи.

Сегодня ковка ножа в домашних условиях стала доступна практически каждому человеку, хотя сам этот процесс потребует определенной сноровки и наличия инструмента. Проводить такую работу можно на балконе, где есть доступ к открытому воздуху и возможность свободно ковать.

В домашних условиях ковка ножа предполагает возможность нагрева металла на газовой плите или в духовке, но можно использовать и небольшие муфельные печи или даже горелки. Еще понадобятся напильник, наждачная бумага, дрель со сверлом, клещи, наждачный камень и два молотка разного веса. Также следует запастись металлом. Для хорошего кованого ножа подойдет рессорная сталь или плоский напильник.

Работать придется с заготовкой, раскаленной до 900 градусов, поэтому следует принять все необходимые меры безопасности. Также рекомендуется использовать наковальню или металлическую болванку, иначе ковка ножа будет невозможна.

Для начала берем заготовку из металла и разогреваем ее до красного цвета. Это приблизительно будет температура в 900 градусов. Затем при помощи большого молотка начинаем ее обрабатывать, чтобы в результате получился брусок металла, по длине равный будущему ножу, а по толщине – на несколько миллиметров толще его. После чего опять подвергаем заготовку нагреву.

Ковка ножа обычно начинается с той части, где будет его ручка. Это поможет в дальнейшем удерживать поковку. Большим молотком наносим удары для придания ножу необходимого вида, а маленьким выравниваем заготовку по плоскости и снимаем напряженность. Нельзя давать ей сильно остывать, поскольку тогда возникает опасность расслоения или появления сколов.

Также следует помнить, что такая ковка ножа не предполагает разрушения кристаллической решетки материала, а значит, необходимо придать ему форму, наиболее приближенную к конечному изделию. Это предполагает формирование всех элементов спуска лезвия и четкое изготовление носика.

После такой обработки нож доводят напильником или на наждачном круге, но не затачивают. Ему необходимо пройти закалку в масле, которую в домашних условиях делать нужно очень осторожно. Деталь нагревают до ярко-красного цвета и помещают в отработку, где она находится до полного остывания.

Следующим этапом считается изготовление насадка ручки и заточка. Тут каждый проявляет свои таланты и способности. В самом простом варианте ручку выполняют из толстой веревки, обматывая ее вокруг, а ножны шьют из грубой кожи. При этом часто используют не нитки, а медные или алюминиевые заклепки. Заточку же производят на наждаке или при помощи напильника.

Такое изготовление ножа методом ковки можно считать самым простым и доступным в домашних условиях.

Кузнечное ремесло – один из самых старых способов обработки металла. Однако, даже в наш век развития высоких технологий, оно не утратило своего значения и даже набирает большую популярность.

Ковка своими руками довольно непростой технологический процесс, для этого нужно знать хотя бы основные приемы работы с заготовкой, а также правила нагрева и закалки металла. Также нужно иметь понятие, как использовать оборудование. Какими навыками нужно обладать для изготовления изделий кузнечным способом и как ковать металл?

Этапы ковки и приемы

Горячая ковка включает в себя большое количество приемов, использующихся в обработке металла. Однако сама технология состоит из основных этапов.

1. Нагрев заготовки.
2. Ковка.
3. Стабилизация металла.
4. Закалка (по надобности).

Каждый отдельно взятый этап имеет большое значение. Неправильно выдержанная температура нагрева заготовки приведет в дальнейшем к порче изделия, то же касается и слишком быстрого остывания.

При ковке также нужно соблюдать технологический процесс, иначе попросту заготовка будет испорчена. На этом этапе используют множество приемов в зависимости от того, какое изделие изготавливают.

Стабилизация металла подразумевает постепенное остывание готового изделия. Этот технологический этап способствует нормальной кристаллизации сильно разогретого материала. Главная задача – не допустить нарушение внутренней структуры, появления раковин и трещин.

Закалка используется для придания готовому изделию твердости за счет изменения кристаллической решетки во время высокотемпературного нагрева. Чаще всего в кузнечном деле этот этап проводят, изготавливая инструменты, которые во время использования будут испытывать большие нагрузки. Основное требование к закалке – не сделать металл слишком хрупким (перекалить) или, наоборот, очень мягким.

Итак, как происходит ковка металла своими руками и какие приемы применяют на каждом из этапов работ?

Нагревание заготовки перед ковкой

Обычно для ковки стальных предметов используют готовые заготовки в виде литых стальных болванок требуемого размера. Своими руками таким способом можно изготовить не слишком большие предметы и мелкие инструменты, поэтому для нагревания использую кузнечный горн.

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

По данным таблицы можно понять каких температурных рамок стоит придерживаться во время нагревания различных сортов стали при ковке. Определяют степень накала металла по его цветовому спектру. Например, если заготовка имеет окраску ослепительно белого цвета, значит, она разогрета до 1200-1300 градусов. Чем более темный окрас металла, тем он холоднее. На фото изображена схема соотношений цветового спектра к температуре.

Как по цвету определить температуру нагрева

Процесс ковки

Когда заготовка будет разогрета до требуемой температуры, ее стоит обжать. Это нужно делать для устранения различных раковин, пустот и трещин в структуре болванки. Процесс проводят следующим образом. Заготовку вытаскивают из горна и ударами молота проходят ее поверхности от середины до краев (сначала верхнего, а потом нижнего).

Прежде чем планировать изготовление вещей, стоит рассчитывать на то, что при обжимке заготовка потеряет часть своего объема в виде окалины. Она образовывается на поверхности болванки, откуда ее удаляют, используя инструменты: клещи и щетки.

Когда обжимка проведена, переходят к собственно поковке изделия. При этом используют различные приемы для получения нужной формы.

Чтобы на поверхности образовались утолщения, используют способ местной осадки. Также этот прием используют, если нужно уменьшить длину заготовки и сделать ее более толстой. Для этого мастер наносит удары сверху заготовки, расположенной в вертикальной плоскости. При этом металл будет деформироваться и утолщаться. Удобно делать полную обсадку, зажав разогретую заготовку в тисках, но нужно спешить, иначе металл будет очень быстро остывать от холодного приспособления для зажима.

После осадки опять нужно сделать обжимку, чтобы придать структуре однородность!

Одна из разновидностей осадки – высадка. Ее используют, когда нужно получить на поверхности изделия утолщения. Для этого нагрев заготовки делают только в месте высадки.

Если нужно, наоборот, удлинить заготовку, проводят так называемую протяжку. Используют три способа, которыми можно сделать этот прием. Наиболее простой – протяжка на плоских бойках. Для этого заготовку разогревают. Далее, ее проходят молотом по всей длине и, переворачивая на 90 градусов, делают ту же работу. Прием стараются проводить за один разогрев. Довольно часто используют такой подвид протяжки, как расплющивание по всей длине. Основные инструменты при этом молот или кувалда.

Иногда при ковке в домашних условиях нужно сделать в изделии сквозное или глухое отверстие. В таком случае используют прием прошивки. В качестве основного приспособления выступают пробойники различного сечения. При этом заготовку разогревают и укладывают на наковальню сверху круглого отверстия. Установив пробойник, по нему наносят удары. Прошивку можно делать как с одной стороны, так и с обеих.

Для разделения заготовки или изделия на части используют способ рубки. Нагревают металл до темно-красного цвета и, уложив его на наковальню, кузнечным зубилом рубят три четвертых его толщины. После чего поковку переворачивают и дорубают остаток, используя те же инструменты.

Также довольно часто в кузнечном деле использую способ гибки заготовок. Простые формы получают, используя в качестве основного приспособления наковальню с отверстиями. Более сложные кованые элементы формируют, изгибая заготовки на различных шаблонах.

Еще один прием, часто использующийся в художественной ковке – скручивание. Заготовку при этом разогревают и жестко фиксируют в тисках, другой конец проворачивают, используя как основное оборудование вороток.

Когда изделие готово нужно стабилизировать металл.

Стабилизация

Очень быстрое остывание материала кованого изделия приведет к неравномерной кристаллизации металла. Как следствие в структуре образуются напряжения, раковины и пустоты. Чтобы избежать таких отрицательных моментов, когда завершиться ковка металла в домашних условиях, нужно задать постепенное и равномерное остывание.

Небольшие поковки можно оставить в очаге горна, где металл будет остывать вместе с печью. Более массивные кованые изделия можно засыпать горячими углями и присыпать золой.

Чем более массивное изделие, тем более плавным должно быть остывание.

Процесс ковки своими руками можно посмотреть на примере видео поковки якутского ножа

Обучиться ковке для начинающих лучше у опытного мастера. Существует много различных приемов и способов такой обработки и изготовления вещей, которые может показать специалист. Тем более при отсутствии практики довольно тяжело соблюдать технологии нагревания и стабилизации металла, без которых изделие либо не получиться, либо будет некачественным.

Однако ручная ковка не так сложна и простейшие вещи можно довольно быстро научиться изготавливать самостоятельно.

А что Вы можете дополнить к материалу этой статьи? Если у Вас имеется опыт обучения ковки в домашних условиях, поделитесь им в блоке комментариев к этой статье.

Многие инструменты, с которыми приходится работать в мастерской, должны иметь определенную прочность. Домашние мастера задаются вопросом: «Как закалить сталь в домашних условиях?» От твердости режущей кромки часто зависит качество изделия. Конечно, многим известно, что для закалки требуется нагреть предмет, а потом резко охладить. При этом можно услышать, как кто-то добился подобным способом необыкновенной твердости и прочности какой-либо детали.

Попытка самостоятельно закалить изделие на огне газовой плиты или ином источнике тепла оказываются безрезультатными. Разогретая до красного свечения заготовка при резком охлаждении повышает прочность незначительно, а иногда происходит и обратное явление – твердость снижается.

Введение в технологию металлов

Сталь, с которой приходится сталкиваться чаще всего, представляет сплав железа с углеродом.

Наибольшее распространение получили конструкционные стали обыкновенного качества. В них содержится незначительное количество углерода (менее 0,8 %), поэтому любые попытки закалить изделия из подобного материала обречены на неудачу. Небольшое количество углерода не образует зерна цементита (карбида железа, Fe₃C). Именно этот ингредиент отвечает за получение твердости закаленной стали.

Проверка получения аустенита при нагревании с помощью магнита:

При выпуске изделий из металла пользуются пластичными материалами. Из них методом прессования добиваются получения специальных оригинальных форм. Например, детали корпуса автомобилей штампуются в холодном состоянии на специальных штампах. Этот инструмент состоит из матрицы и пуансона. Листовая заготовка проходит обжатие между составляющими (матрицей и пуансоном), получают конечную форму.

Для инструмента нужна твердость, поэтому при изготовлении выбирают материал, который можно закалить, чтобы в дальнейшем не происходило его деформации в процессе использования для штампования деталей.

Закаленные изделия из качественных легированных сталей:

Кроме углеродистых сталей, на практике используют сплавы с марганцем, хромом, молибденом, титаном и другими элементами. Наличие их в составе в определенном количестве характеризуется определенной маркой. Компоненты, улучшающие свойства сплава называют легирующими. Они заметно изменяют свойства:

1. Повышают поверхностную прочность.
2. Увеличивают твердость деталей на стадии заготовок.
3. Могут закаляться при закаливании.
4. Не ржавеют при нахождении в агрессивной среде.

Для маркировки легированных сталей используется свой метод, в нем определенные металлы сплава обозначены своими буквами. Цифры после букв указывают на содержание определенного компонента в десятых долях процента. Если имеет только буква, а за ней не следуют никакие цифры, значит, ингредиент может достигать до 1 % в составе сплава. Например, ХВГ характеризуется наличием в ней:

• около 1 % углерода;
• 0,8…1,2 % хрома (Х), этот компонент придает нержавеющие свойства;
• 0,9…1,1 % вольфрама (В), этот ингредиент увеличивает твердость и позволяет закалять изделия;
• 0,8…1,4 % марганца (Г, так договорились металлурги). Mn в составе стали придает пружинные свойства.

Металлы и сплавы для закалки

Из всей совокупности материалов, выпускаемых на металлургических предприятиях закалить можно только определенные сплавы. Они показаны в таблице.

Таблица «Металлы, подлежащие закалке»:

Технология закаливания

Муфельная печь для разогрева деталей:

Чтобы понять, как правильно закалить сталь, нужно рассмотреть процесс. Он заключается в следующем:

1. Заготовку разогревают до температуры 750…770 ⁰С. В этом состоянии она перестает магнититься. Металлурги называют этот режим аустенитным. Возникает высокая пластичность. Зерна металла становятся крупными, между ними разрушается связь.
2. Чтобы произошел прогрев всей детали, требуется время. У сталей есть особенность, нагретым может быть только поверхностный слой, всего несколько долей миллиметра. Ниже этого слоя температура может быть на 30…50 ⁰С ниже. Если не прогревать металл по толщине, то произойдет только поверхностное закаливание. При проверке на приборе Роквелла происходит прокол закаленного слоя, твердость не гарантируется.
3. Разогретый металл закаливается в воде или в масле. Выбор среды для закаливания объясняется тем, что при закалке в воде вокруг металла образуется водяной пар. Он снижает скорость охлаждения в несколько раз. Пар может иметь температуру до 200…250 ⁰С, поэтому настоящего закаливания нет. При закаливании в масляной среде (у него температура кипения составляет 350…380 ⁰С) скорость охлаждения в несколько раз выше. Опытные мастера производят не разовое опускание предмета в масло, а выполняют несколько последовательных подъемов и опусканий вверх-вниз. Эти достигается взаимодействие металла с новыми порциями масла, скорость охлаждения возрастает.
4. При закаливании крупное зерно, полученное при разогреве до аустенита, превращается мелкое (уменьшается размер в тысячи раз). Именно резкое уменьшение зерновой структуры способствует повышению поверхностной твердости.
5. При закаливании внутри металла возникают внутренние напряжения. Иногда можно наблюдать, как тонкие детали при небольшом нагружении лопаются. Необходимо устранить их кратковременным нагревом до температуры отпуска.
6. На практике подразделяют отпуск в нескольких режимах. Самым распространенным является низкий отпуск, который протекает при температуре 200…220 ⁰С. В быту его можно выполнить в духовке обычной газовой плиты. Ее разогревают до заданной температуры, кладут детали, которые нужно частично отпустить. Потом дают остыть металлу вместе со всей плитой (примерно 1…2 часа).
7. Детали с низким отпуском служат в несколько раз дольше, чем закаленные, но без последующего отпуска.

Закалка в масле:

Закалка с помощью бытовых приборов

Для закаливания некоторые мастера пытаются использовать обычную газовую плиту. Диаметр горелки мощностью 2,5 кВт составляет 130 мм. При горении прогревается круг с внутренним диаметром 85…90 и с внешним 130…170 мм. Греется только кольцо. Нагреть металл можно до температуры 800 ⁰С.

Разогрев на газовой горелке:

Чтобы равномерно прогревать деталь, нужно устанавливать ограничения. Изготавливают металлический квадратный контур, внутри которого можно выровнять температуру. Контур желательно теплоизолировать, чтобы ограничить теплообмен с окружающей средой.

Для закаливания используют емкости, в которых используют отработанное минеральное масло.

С помощью паяльной лампы можно получить температуру 850…1000 ⁰С. При такой температуре проще прогреть подходящую деталь до нужной температуры. Чтобы ограничить тепловые потери, помещают в толстостенную трубу. Туда же направляют и поток продуктов сгорания горючего.

Разогрев паяльной лампой:

Разогрев заготовки в горне на углях:

Видео: закалка стали в домашних условиях.