Технологии художественной ковки. Часть 2
Согласно данным первой статьи этого цикла, для производства качественных изделий из металла необходимо соблюдать не только режимы нагрева, но и режимы охлаждения материала. Существует множество различных способов снижения температуры металла. Однако их все можно легко разделить по используемым охлаждающим средам на три группы: охлаждение в воде, в масляной среде и на открытом воздухе. От выбранного метода охлаждения зависят свойства будущей решетки, калитки, козырька или любой другой малой архитектурной формы, которая будет позже изготовлена из данного материала.
Прежде чем остановиться подробнее на каждой группе способов, стоит отметить, что общим для всех способов снижения температуры является зависимость скорости охлаждения от подвижности охлаждающей среды. Имеется в виду, что в неподвижной окружающей среде металл, как и любое другое вещество, остывает намного медленнее, чем в циркулирующей вокруг него.
Теперь расскажем подробнее о тонкостях технологии охлаждения металла в воде. Несложно догадаться, что с помощью воды можно обеспечить наибольшую скорость охлаждения. Если использовать чистую воду с температурой 16-20 градусов по Цельсию, то приблизительная скорость охлаждения металла будет составлять примерно 600 градусов в секунду, т.е. полное охлаждение легированной стали произойдет менее чем за 4 секунды. Чтобы дополнительно ускорить этот процесс в воду иногда добавляют поваренную соль, либо 10-12% раствор соляной кислоты. При этом необходимо помнить, что соляная кислота обладает высокой токсичностью и, работая с ней, следует соблюдать большую осторожность. Если необходимо уменьшить скорость охлаждения, воду подогревают или смешивают с каким-либо известняковым веществом. Стоит также учитывать, что превышение допустимой скорости на этой стадии ковки зачастую приводит к деформации материала и появлению избыточного напряжения. Изделия из такого металла будут отличаться низким качеством и неудовлетворительными эксплуатационными характеристиками
В масляной среде вещества остывают намного медленнее, чем в воде. Например, при использовании трансформаторного масла такой же температуры, как и вода, скорость охлаждения снижается с 600 до 150 градусов Цельсия в секунду. Это значительно увеличивает время данного этапа ковки, однако существенно снижает риск возникновения дефектов в материале и, естественно, повышает уровень качества готового изделии.
Самым медленным способом охлаждения является применение открытого воздуха в качестве охлаждающей среды. Воздух используется в крайних случаях, когда необходимо улучшить микроскопическую структуру материала или повысить его механические свойства. Данный метод употребляется на практике, если предполагается дальнейшая термическая обработка металла. Существенно сократить время остывания на воздухе можно путём снижения температуры и усиления циркуляции воздуха вокруг заготовки. Привести даже примерное значение скорости охлаждения при использовании этой технологии практически невозможно, так как не существует точных критериев, которыми можно оценить подвижность воздуха.
Процесс подготовки материала к самой ковке зачастую не завершается охлаждением. Еще одним немаловажным этапом является обжимка заготовки. Что такое обжимка, для чего она необходима и какими приёмами пользуются кузнецы на этой стадии производства металлических шедевров художественной ковки, будет идти речь в нашей следующей статье.»