Ковка — Кованием или Ковкой называется такая механическая обработка, посредством которой тягучий металл в нагретом состоянии уплотняется, сращивается, или получает желаемую форму. В нашей статье будет описана только ковка железа и стали. Сообразно своему назначению, Ковка принимает разные названия и, вместе с тем, изменяются и способы самой обработки. Ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы), называется обжимкой криц (см. Кричный передел). Если Ковкой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара, то она называется сваркой (см. Сваривание). Обыкновенной же Ковкой называется уплотнение и придание желаемых форм предмету. В зависимости от величины обрабатываемых изделий, ковка разделяется на ручную и на механическую. Главной и необходимой принадлежностью при К. служит наковальня и молот производящий своими ударами требуемое действие. В кузнечном деле употребляются небольшие ручные молотки, которыми кузнец, сам один, или с помощью молотобойцев, обрабатывает данный предмет. Для К. более крупных вещей устраиваются молоты, приводимые в действие паром или водой. Нераздельной принадлежностью механического молота есть наковальня, или нижний боек, на котором покоится предмет, назначенный для К. Оставляя в стороне описание молотов разных систем (устройство и действие), о чем будет сказано подробно в статье Молот, упомянем только, что, вообще, паровой молот состоит из железного штока, на нижнем конце которого находится утолщение, называемое головой, верхним бойком или бабой, на верхнем же — поршень, который движется в паровом цилиндре, укрепленном на прочной станине. Величина и форма его зависят от размеров обрабатываемой штуки (болванки). При К. под паровым молотом необходимы разные приборы для подачи предметов под молот и поддерживания их во время самой К. Для небольших предметов служат обыкновенные кузнечные клещи, которыми кузнец захватывает нагретый кусок, вынимает его из горна, или печи, подносит под молот, кладет на наковальне и поворачивает предмет во время ударов молота. При К. более крупных изделий по обеим сторонам молота устанавливают подъемные краны (ручные, паровые, а при пресс-молотах даже гидравлические; см. Краны). Они служат для посадки болванки в печь, переноса под молот и поворачивания ее во время К. Вспомогательным прибором при этих манипуляциях служит державка, состоящая из прочного, длинного стержня (фиг. 1), имеющего на одном конце 4 лапы, которые захватывают болванку, а на другом — рукоятку, для поддерживания болванки рабочими на весу. Для прочности на лапы надевают кольца, между которыми помещается цепь подъемного крана. Более удобная державка представлена на фиг. 2, где вместо лап на стержне помещен патрон с прочными болтами, посредством которых в нем укрепляется болванка, а на другой конец стержня, для противовеса, свободно надеваются кольца. Поворачивание при К. болванки совершается, или вручную посредством клещей, ломиков, или державки, или все движения совершаются посредством машины крана. Один из самых простых способов представлен на фиг. 3. Болванка В, подвешенная на блоке А посредством бесконечной цепи D, поднимается сперва немного вверх, потом крючком p задевают за одно из звеньев a бесконечной цепи и при обратном опускании блока точка a остается неподвижной, а левая сторона цепи, опускаясь вниз, заставляет болванку переваливаться, как показано на чертеже. Фигура 4 представляет похожий прибор, где поворот совершается посредством рычага r и собачки n. Поднимая и опуская рычаг r, посредством особого гидравлического прибора поворачивается блок А, а вместе с тем и болванка. Чтобы отковать какой-нибудь предмет из отлитой стальной болванки, необходимо ее сперва нагреть до известной степени, для чего вблизи молота устраиваются нагревательные печи или горны. Число, форма и величина печей зависит от данного производства и размеров нагреваемых предметов. Для мелких вещей довольствуются обыкновенными кузнечными горнами (см. Горн). Для более крупных болванок пользуются сварочными печами, нагреваемыми дровами, или каменным углем, а для нагревания больших болванок устраивают газовые печи. Сперва печку разогревают до темно-красного каления, а потом помещают в нее горячую болванку. В холодной болванке внутренние слои всегда находятся в более или менее напряженном состоянии, вследствие условий, при которых затвердевала болванка после отливки. Если холодную болванку положить прямо в горячую печь, то наружные слои, нагреваясь и удлиняясь, скорее тянут за собой мало податливые, напряженные внутренние и вызывают в них трещины. Лучше всего не давать болванке после отливки остывать ниже темно-красного каления и, сейчас же после вынимания из формы, посадить ее в печь для нагревания. Если бы болванке, по каким-нибудь причинам, пришлось дожидаться нагрева, тогда нужно ее зарыть в горячий мусор для более медленного остывания, а в случае, если сильно остынет, то необходимо предварительно подогреть ее на полу мастерской. Даже во время подогрева на полу получаются иногда внутренние трещины, о появлении которых узнаем только благодаря сопровождающему их звуку. Чтобы избежать такой порчи болванки, следует ее вначале подогревать только с концов; тогда нагревание будет идти по направлению оси болванки, от ее концов к середине, и расширение всех концентрических слоев будет совершаться равномернее. Предварительный подогрев достаточно доводить приблизительно до 300°, что легко узнать по дыму и зажиганию масла, налитого на поверхность болванки. В зависимости от величины болванок их кладут по несколько (или одну) в печь и вначале держат жар небольшой, а потом постепенно увеличивают и доводят нагрев до требуемой степени. Чем сильнее нагрев, тем сталь делается мягче, легче ее обрабатывать под молотом и тем успешнее идет ковка. Однако, этим злоупотреблять весьма опасно. Как увидим дальше, чем выше нагрета сталь, тем она имеет большее стремление при остывании к кристаллизации, которая иногда, при благоприятных условиях, может развиться так сильно, что уменьшится связь между отдельными кристаллами (зернами), и довольно будет одного или нескольких ударов молота, чтобы разъединить эти зерна. При этих условиях болванка при ковке получает надрыв, трещину, а иногда даже отваливается целыми кусками. Такое явление называется перегревом стали. Надо отличать выражение перегрев от пережога стали, так как перегрев представляет только особое крупнозернистое сложение стали, между тем пережог влияет на изменение ее химического состава и имеет место тогда, когда сталь находится долгое время под действием печных газов, при сварочном жаре, а вследствие этого сталь мало-помалу теряет свой углерод и приближается к железу. Такая сталь уже никуда не годится, между тем как перегретую можно еще поправить. Чем тверже сталь, тем больше она стремится к кристаллизации и тем ниже температура, при которой она кристаллизуется. Поэтому степень нагрева надо сообразовать с твердостью стали. Мягкая сталь переносит ковку даже при сварочном жаре, около 1300° Ц., между тем твердую инструментальную сталь выше 1000° Ц. ковать уже опасно. Для средних сортов стали температура 1000° Ц. совершенно достаточна для ковки и вполне надежна. Низкая температура тоже не годится для ковки. Во-первых, она сильно затрудняет обработку, а во-вторых — при перемещении малоподвижных частиц, во время ковки, образуются сильные натяжения, которые иногда вызывают внутренние надрывы и трещины. Надо вести нагрев таким образом, чтобы внутренняя часть болванки успела прогреться надлежащим образом, и хотя наружные слои всегда прогреваются сильнее, но это уравновешивается быстро вследствие их охлаждения во время ковки. Вообще, для успешной ковки надо принять за необходимое правило, что кроме степени нагрева имеет очень важное значение и равномерность нагрева. Для этого после посадки болванки в печь, надо температуру поднимать очень медленно, наблюдая, чтобы болванка нагревалась одинаково со всех сторон. Время нагрева зависит главным образом от величины болванки и от жаровой способности печи. На Обуховском заводе для нагрева 1800-пудовой болванки требуется около 27 часов, для 900-пудовой около 12 часов, для 300-пудовой около 8 часов. Стальная болванка не представляет одного сплошного и однородного тела, но переполнена внутри раковинами и различной величины и формы пустотами, размещенными в разных местах болванки. Для уплотнения, или, по крайней мере, сжатия этих пустот, тотчас после выдачи болванки из печи, ударами молотка обковывают ее кругом, начиная сперва от середины к нижнему концу болванки, а потом таким же образом к верхнему, прибыльному. Эта операция носит название "обжимки болванки". Образовавшаяся окалина на поверхности болванки, во время ее нагрева, частью сама отваливается при обжимке, частью же отбивается ломиками и счищается метлой. Вследствие необходимости такой обжимки, болванка отливается значительно большего поперечного размера и веса, сравнительно с откованным предметом. Отношение площади поперечного сечения болванки к площади готового изделия принимали раньше от 6 до 10. Теперь, при более плотных отливках, довольствуются отношением от 3 до 4. Обработку стальной болванки под молотом можно разделить на две части: на заготовку и на окончательную отделку. I. Заготовка имеет целью уплотнить болванку и придать ей в грубом виде такие размеры и формы, какие необходимы для окончательного изготовления обрабатываемого изделия. Сообразно требуемым изделиям и употребляемым для них болванкам, изменяются формы и размеры заготовок и способов К. Заготовки по виду разделяются: на заготовку сплошных цилиндров, пустотелых цилиндров, колец, заготовку плоских вещей, и т. п. Способы К. при этом тоже имеют различные названия. Заготовка сплошных цилиндров. При такой заготовке обжимка болванки производится на вырезном нижнем бойке (фиг. 5), где после каждых нескольких ударов молота ее поворачивают на 1/8 оборота и, после образования восьмигранника, подвигают на ширину верхнего бойка и продолжают К. Когда, таким образом, обожмут всю болванку, ее опять подвигают на старое место и, ударяя молотом по граням, образуют шестнадцатигранник. Сообразно диаметру цилиндра продолжают К., пока болванка не примет надлежащих размеров. При такой обработке она уменьшается в диаметре, а металл при обжимке перемещается по направлению оси, и вследствие этого болванка удлиняется, вытягивается, отчего и самую обработку называют вытягиванием. В случае, если при таком вытягивании заметят на поверхности болванки трещины, или другие пороки, тогда останавливают К., пока их не вырубят кузнечными зубилами. Верхний конец, так называемый прибыльный, заключающий в себе всегда пустоты, считается негодным для употребления и потому 1/4 по весу болванки отрубается, что носит название отрубки прибыли. Для рубки употребляется стальной топор, который накладывается на верх болванки и вдавливается молотом в ее тело (фиг. 6). Потом на верх топора накладываются бруски квадратного сечения и продолжают нажимать молотом, пока топор не углубится до половины тела болванки; наконец, ее поворачивают на 180° и таким же образом продолжают рубку с противоположной стороны. Подобным образом разрубается на части заготовленная болванка, когда она предназначается для изготовления нескольких предметов. При заготовке больших изделий молот за один нагрев не успеет обжать и заготовить всей болванки, поэтому сперва обжимают и заготовляют нижнюю половину болванки (фиг. 7), потом переносят державку на отделанный уже конец, подогревают остальную часть болванки