Страница 5 из 13
Хороший каменный уголь должен быть тверд, совершенно черного цвета и, зажженный в горне, даже при умеренном дутье мехов должен обращаться в сплошную массу – спекаться. Это качество угля, то есть спекаемость, составляет одно из необходимых условий для развития при горении угля в горне высокой температуры, при которой производятся все кузнечные работы.
Кусок железа, который нужно разогреть, зарывают в уголь, температура горения которого должна быть достаточно высока для этой операции, чего можно достигнуть только сосредоточением жара в горновом гнезде. В этом гнезде горящая кучка угля в различных точках имеет различную температуру: самый сильный жар сосредоточивается в средине кучки и постепенно уменьшается к наружным и верхним слоям, охлаждаемым внешним холодным воздухом кузницы. Уголь, спекаясь, образует собою как бы предохранительную кору, которая окружает накаливаемый металл в виде непроницаемого для наружного воздуха свода, чем достигается возможность сосредоточения внутри гнезда сильного жара. Для увеличения плотности этой коры необходимо развить в горне очень высокую температуру, для чего поверхность горящего угля спрыскивают намоченной в воде шваброй с короткой ручкой.
Древесный уголь может быть рекомендован для кузнечных работ только в некоторых случаях, например для накаливания мелких вещей из стали при выделке инструментов. Древесный уголь не спекается и не содержит в себе никаких вредных для металла примесей; накаливание металла происходит в нем много медленнее, чем в каменном угле и коксе.
Не следует упускать из виду при суждении о качестве древесного угля и пригодности его для кузнечного дела, что он должен быть плотен и сравнительно тяжел.
Легкий уголь, выжженный из сосны и ели, не дает большого жара сравнительно с углями твердых пород дерева. По цене древесный уголь обходится много дороже каменного угля, хотя его идет несколько меньше, чем последнего.
Кокс, если он не содержит примесей серы и других вредных веществ, может дать большую экономию в топливе, так как сравнительно с каменным углем кокса расходуется в час приблизительно на 40 % менее.
Принадлежности горна. Во всякой кузнице с постоянным горном необходимо иметь несколько вещей, предназначенных для хранения угля и управления огнем. К числу таких принадлежностей относятся:
• Железный ящик, предназначенный для хранения в нем каменного угля, необходимого для засыпки в горн. Такие ящики ставят у стенки горна, чтобы уголь был под руками у кузнеца.
• Железное ведро. Вода, необходимая для кузнечных работ, должна быть всегда наготове. В маленьких кузницах держат воду в ведрах, а в больших – в особых чанах.
• Кочерга служит для размешивания угля и выгребания скопившейся в гнезде золы.
• Пика предназначена для протыкания спекшейся массы угля.
• Лопата употребляется для засыпки угля. Вместо лопаты можно делать засыпку железным совком с деревянною ручкою.
Инструменты и приспособления
В кузнечном мастерстве для отковки металлических вещей и других работ необходимо иметь несколько инструментов и принадлежностей, к краткому описанию которых мы теперь и перейдем.
Прежде всего надо заметить, что только весьма немногие кузнечные работы могут быть исполнены руками одного человека, так как здесь, кроме знания дела, требуется и мускульная сила, значительно большая, чем может располагать ею один человек. Кроме того, кузнецу пришлось бы одновременно следить за нагреванием металла, производить дутье и ковать более или менее тяжелыми орудиями. Вот почему в кузнечной мастерской на каждый очаг горна ставят кузнеца, как главного и ответственного руководителя и исполнителя работы, а в помощь ему назначается менее опытный, но обладающий достаточно развитою мускульною силою помощник или молотобоец.
Наковальня. Ковка различных вещей и вообще большая часть кузнечных работ производится на особой металлической подставке, называемой наковальней.
Простейший тип кузнечной наковальни показан на рис. 7.
Рис. 7
Она состоит из массивной подставки, верхняя поверхность которой называется лицом и делается ровной и гладкой. Наковальни бывают железные и чугунные. Железная наковальня выковывается из массивного куска железа, рабочая поверхность которого для большей крепости наваривается сталью. Такая наковальня хорошо противостоит ударам молотков и долго сохраняет гладкость лица и очертаний ограничивающих его ребер. Чугунная наковальня обходится много дешевле железной, но такая наковальня хрупка и ломка. Она также наваривается сталью, но срок ее службы от этого не увеличивается.
Наковальня устанавливается и укрепляется на толстом деревянном чурбане, который называется стулом. Этот стул зарывают в землю так, чтобы поверхность его возвышалась на 35 см над землей.
Если нет дубового бруса, то можно употребить березовый или сосновый, в верхний конец которого для большей прочности загоняют железный бугель[4].
Наковальню прикрепляют к стулу гвоздями после предварительной проверки правильности (горизонтальности) ее установки. Вес наковальни бывает различный, в зависимости от ее величины и рода предполагаемых работ. Для маленьких кузниц достаточна наковальня в 64–80 кг веса.
Форма наковальни также не всегда бывает одинакова. В России приняты однорогие наковальни, на которых удобно производить всякую кузнечную работу. Что же касается двурогой наковальни, то в кузнечном деле она малопригодна и употребляется только для изгибания колец, хотя ту же работу можно производить и на обыкновенной однорогой наковальне.
На рабочей поверхности наковальни должно быть два гнезда квадратного и круглого сечения, предназначенных для вставления хвостов[5] вспомогательных инструментов, употребляемых при ковке металлов.
При выборе наковальни для установки в кузнице необходимо сделать тщательный осмотр правильности и соразмерности ее частей. Рабочая поверхность заслуживает особенного внимания. Она должна быть совершенно ровная, гладкая, иметь достаточный слой наваренной стали и хорошо закалена. Твердость закалки испытывается напильником (слесарною пилою) по следу, оставляемому им на поверхности. Если след резок, то это служит признаком, что наковальня плохо закалена, то есть слишком мягка, и наоборот, едва заметные царапины доказывают хорошую закалку.
Кроме наковальни, в хорошо устроенных кузнечных мастерских всегда имеется гладкая чугунная доска, обыкновенно называемая правильною доскою. На этой доске выправляются те отковки, от которых требуется особая правильность формы. Правильная доска должна иметь хорошо закаленную полированную стальную поверхность.
Кузнечные инструменты бывают двух родов: обделывающие и вспомогательные. Назначение тех и других инструментов – придать отковываемой вещи требуемую форму.
Молотки. Наиболее важный и необходимый для кузнеца инструмент – молоток, который бывает двух родов – маленький, называемый ручником (рис. 8), и большой – кувалда (рис. 9). Оба эти молотка насаживаются на соответствующие им по величине и весу ручки березового или какого-либо другого твердого и вязкого дерева.
Рис. 8, 9
Ручником работает кузнец, держа его всегда в правой руке. Вес такого молотка бывает около 1,2 кг, а длина ручки 25–38 см.
Кувалда бывает 4–8 кг весом, при длине рукоятки в 50–64 см. Вследствие такого значительного веса, а также и для увеличения силы удара кувалдой работают двумя руками.
4
Бугелем называют железное кольцо, надеваемое на верхний конец всякой сваи, вбиваемой в землю, для предохранения этого конца от растрескивания.
5
Хвост – свободная часть кузнечного инструмента.