Освоив добычу металлов, человек научился обрабатывать их с помощью ударов тяжелым предметом. На большой плоский камень клали кусок металла и с максимально возможной силой ударяли по нему другим, привязанным к деревянной палке, камнем. Это был первый опыт ковки с помощью первых молота и наковальни. Постепенно были созданы другие простейшие кузнечные инструменты – бородки, зубила, гладилки и пр., ставшие, как молот и наковальня, железными.
От холодного к горячему
Первоначально металл ковали в холодном состоянии, что, естественно, отнимало очень много сил и времени. Затем кузнецы осознали, что нагретый металл ковать намного легче, а готовое изделие при горячей ковке получается более прочным.
От ручного труда к машинному
Самый тяжелые из ручных молотов могли весить не более20-30 килограммов, и использовать их в работе могли только самые могучие кузнецы. В XVI веке появились первые механические молоты. Их падающая часть весила до 400 кг, а в движение такие молоты приводила вода. В 1839 год англичанин Д. Несмит изобрел паровой молот, представляющий собой станины, в верхней части которой располагался рабочий цилиндр, а внутри него - поршень, двигавшийся вверх и вниз. К концу поршня посредством штока был прикреплен боек. Поршень поднимался и опускался за счет попеременного нагнетания пара в пространство под ним и над ним, ведя за собой боек. По этому же принципу функционируют современные пневматические молоты паровоздушного типа.
От молотов к прессам
Боек молота, изобретенного инженером Несмитом, мог весить несколько тонн, однако и этого кузнецам оказалось мало. Для обработки гребных валов судов, стволов орудий и других крупногабаритных изделий требовались удары большей силы. Для этих работ были разработаны гидравлические прессы, обрабатывающие металлы давлением. В этих машинах для обработки не используется ударная сила – заготовку не бьют, а прессуют, сдавливают. Чем больше мощность пресса, тем более крупные изделия можно обработать с его помощью. Как и ковка, прессование позволяет не просто придать металлу необходимую форму, а существенно улучшить такие его механические характеристики, как прочность, упругость и др. Именно эта способность ковки выгодно отличает ее от других технологий придания металлам нужной формы (литья, резания и т.п.)
От свободной ковки к штамповке
С помощью молотов и прессов можно ковать металл двумя методами: свободной ковкой и штамповкой.
Свободная ковка подразумевает обработку заготовки без использования форм, ограничивающих ее со всех сторон. Таким образом можно получать поковки любой массы (до 200 т). Однако точности в размерах и формах достичь невозможно. Изделия, созданные с помощью свободной ковки, всегда уникальны, поэтому данную технологию в основном используют для изготовления предметов, имеющих эстетическую ценность.
Если же необходимо выполнить много одинаковых деталей, прибегают к штамповке.
Штамповка представляет собой обработку металла, при которой заготовка ограничивается со всех сторон специальной формой – штампом. Заготовку укладывают в нижнюю часть штампа, закрепленную на наковальне, и ударяют по ней бойком, на котором находится верхняя часть штампа. Когда половинки штампа сходятся, металл заполняет образуемую ими полость, принимая нужную форму. Таким образом, этот способ позволяет задавать точные размеры изделия, и при его последующей обработке образуются гораздо меньше стружки, чем если бы к точным размерам приводилось изделие, произведенное с помощью свободной ковки.
Производительность штамповки по сравнению со свободной ковкой также намного выше.
Перспективные методы штамповки
К началу XXI века технический прогресс смог предложить еще несколько новых методов придания металлическим заготовкам нужной формы.
Наиболее востребованные из них:
- Штамповка взрывом. Эта технология позволяет ковать даже самые твердые металлы. Штамповку взрывом производят в специальных бассейнах, закрепляя лист металла над формой и подвешивая взрывчатую смесь над ним. Взрывная волна ударяет по воде, и та вдавливает металл в форму.
- Гидроэкструзия. Этот метод использует неспособность жидкости сжиматься. Прессование происходит в стальном цилиндре, на дне которого имеется отверстие, соответствующее нужной форме изделия. Металлическая заготовка вставляется в него заостренным концом. После этого цилиндр заполняют особой жидкостью и накрывают сверху поршнем пресса высокой мощности. Пресс оказывает давление на жидкость, а та в свою очередь на металл, продавливая его через нижнее отверстие цилиндра.
С помощью второй технологии можно изготавливать изделия тонкой, особо сложной формы, причем из любых металлов, включая хрупкие, не поддающиеся обычной ковке и штамповке.
Из нескольких фирм Казани выбрали "ТитанМеталл". Заказали оконные решетки(12 штук).