Чем посыпают металл при ковке?

Содержание:

1. Ковка — что такое и зачем нужно
2. Зачем нужен флюс
3. Что такое флюс
4. Что такое бура и зачем нужна
5. Как использовать порошки
6. Область применения буры
7. Преимущества буры в кузнечном деле
8. Безопасность при работе с бурой
9. Пример: как ковать сварной шов

Производство кованых изделий сопряжено с появлением окалины. Металл можно пережечь, а вещь безвозвратно испортить. Надежный способ не допустить этого — воспользоваться специальным порошком — флюсом.

Использование сыпучей смеси является обязательным, если температура превышает 950 °C. В этой статье подробнее разберемся с тем, чем посыпают металл при ковке, как это делают и для чего это нужно.

Ковка — что такое и зачем нужно

Разбираясь, чем посыпают ковкий металл, нельзя пропустить сам процесс ковки. Что это такое и для чего нужно?

История ковки насчитывает несколько тысяч лет. Долгое время этот способ был единственным, пригодным для соединения металлических деталей. Сегодня ситуация изменилась, однако ковка продолжает сохранять свою популярность. Ее используют:

• при создании металлических конструкций, элементов дизайна;
• во время производства водосточных труб небольшого размера;
• в кузницах для производства инвентаря, используемого в сельском хозяйстве.

Этот способ требует много времени и сил, а его результат зависит от навыков мастера. Именно поэтому ковка перестала носить массовый характер, однако стала более ценной и дорогой. Качественно выполненная работа имеет высокую ценность.

Ковку можно разделить на несколько основных шагов:

1. Очищение

Перед работой поверхности обрабатываются. С них удаляются оксидные пленки и иные загрязнения. Это повышает прочность соединения.

2. Нагрев

В большинстве случаев используют обычный каменный уголь. Как только топливо разгорается, ковкий металл отправляют в печь. Необходимая температура зависит от самого материала. Например, для стали У7 характерно содержание углерода в повышенном количестве. Для работы ей требуется температура 1150 °С.

3. Применение флюса

Высокая температура способствует образованию окалины. Это, в свою очередь, может привести к пережогу ковкого металла. Чтобы не допустить этого, необходим флюс. Этот порошок применяется во время нагрева заготовки, от 950 до 1050 °С. Подробнее мы поговорим о флюсе ниже. Сейчас же заметим, что толстый слой порошка затрудняет работу. Именно поэтому нужно следить за тем, чтобы он был тонким. Посыпать необходимо на большом расстоянии от огня, чтобы порошок не расплавился во время работы. Если заготовки маленькие, то их лучше не посыпать, а макнуть в смесь. Сам состав при этом должен находиться в емкости из металла.

4. Сварка

Как только заготовки приобрели необходимый вид, их достают и очищают. Детали соединяют друг с другом. Остатки флюса выходят на поверхность шва вместе с ударами. Мастер движется от центра к краям, совершая сильные удары. Так вы избегаете пузырьков, трещин, непроваров и других дефектов. Ковка становится более прочной.

Несмотря на сложность работы, ковка пользуется большим спросом. Ее используют в автомобильной промышленности, в строительстве и во многих других сферах. Грамотный подход к ее выполнению — залог качественной, долговечной вещи.

С помощью ковки удается получить сложные, затейливые узоры, невероятные формы и многое другое. Отметим, что промышленное значение этот способ утратил. Это связано с его невысокой производительностью по сравнению с другими способами соединений.

Зачем нужен флюс

Флюсовые смеси — это то, чем посыпают металл во время ковки. Их применение можно объяснить так: во время нагрева заготовок на поверхности появляется окалина. Смесь оксидов, выступивших на поверхность, снижает качество изделия, портит его вид. Чтобы не допустить этого мастера используют флюс. Этот порошок выполняет несколько задач:

• не допускает пережог изделий;
• расплавляет оксиды;
• сокращает темпы образования окалины;
• делает очистку ковкого металла более простой и быстрой;
• повышает качество швов, появляющихся во время сварки;
• сокращает время пайки;
• не допускает появления пор, а также загрязнений в стыках.

Заготовки посыпают флюсом на конкретном этапе. Делают это тогда, когда ковкий металл нагревается до 950-1050 °С. Слой должен быть умеренным. Если он слишком толстый, качество ковки заметно сократится, а время работы с нею сильно возрастет. Именно поэтому слой посыпки должен быть одинаково плотным и тонким.

Что такое флюс

Ковка появилась более 2000 лет назад. Первое время, когда не было ничего другого, металл посыпали песком перед тем, как раскалять. Это было простое, доступное средство, которое хорошо справлялось со своими функциями.

Добавим, что используется оно до сих пор. В качестве флюса выбирают речной песок с небольшими фракциями. В обязательном порядке у него не должно быть глины и других примесей.

Песок хорошо справляется со своими задачами, однако чаще его разбавляют другими компонентами. Это делает смесь еще более простой в использовании. Рассмотрим все существующие флюсы более подробно.

• Речной песок. К этому компоненту предъявляется немало требований. До начала работы необходимо выполнить несколько подготовительных мероприятий. Прежде всего, очистить песок от нежелательных примесей, в том числе глины, а после — просушить. Качественная смесь должна быть однородной и сыпучей.
• Бура и речной песок. Первая представляет собой тетраборат натрия. Такая комбинация более функциональная, чем исключительно речной песок. Ее преимущество заключается в том, что с бурой металл становится чище гораздо быстрее.
• Силикатный песок и сода. Этот состав активно использовали раньше, однако сегодня он стал менее популярен. Это связано с трудной доступностью компонентов, а также длительностью приготовления состава. Среди современных аналогов такой смеси —перемолотое стекло.
• Бура в чистом виде. Используется в условиях высокой температуры. Объяснить это можно тем, что песок может не выдержать большого нагрева и начать плавиться. Бура же, в отличие от него, хорошо справляется с поставленной задачей.

Все добавки популярны и по-своему востребованы. У каждой из них есть преимущества и некоторые особенности. Однако самая популярная среди них — это бура. На ней остановимся подробнее.

Что такое бура и зачем нужна

Боракс или бура — кристаллообразный порошок светлого цвета. Представляет собой неорганическое соединение, натриевую соль борной кислоты, полученную из минералов природного происхождения.

Довольно часто ковка посыпается смесями с 5-10% буры в составе. Предварительно этот компонент избавляют от влаги (с помощью прокаливания). Это условие необходимо для качественной работы, создания изделия, которое прослужит десятилетия, не утратив своего вида.

К преимуществам тетрабората натрия относят безопасность использования. Это вещество хорошо зарекомендовало себя не только при ковке, но и при производстве моющих, косметических средств, цветного стекла и другой продукции.

Бура входит в состав флюса, используемого в золотодобыче, а также в ювелирном деле, при производстве дамасской стали. Элемент, применяемый во время ковки, делят на два вида:

• Кристаллический порошок, с помощью которого удается равномерно распределить флюс в уязвимых местах, тонким и ровным слоем.
• Раствор, который требуется для пайки и ковки небольших деталей. Здесь уже ничего не посыпается. Сами детали окунаются в состав.

Как использовать порошки

Многие ковкие металлы, используемые в качестве первичного сырья, имеют высокую активность. Во время обработки на них выступает оксидная пленка. И даже если кузнец убрал ее, она может появиться повторно. Как быть в такой ситуации?

Во время работы флюс смешивается с окалиной. В результате этого образуется защитная смесь, которая не допускает появления оксидной пленки. Особую активность в этом отношении проявляет алюминий. Использование флюса во время работы с ним является обязательным.

Выбор качественного флюса важен. А вот сама температура ковки зависит от того, какой материал обрабатывается. До нагрева ковкого металла необходимо изучить условия его обработки. Кроме того, важно следить за тем, чтобы в процессе накаливания материал приобретал желтый оттенок.

Как только металл достиг нужной температуры, необходимо убрать его из кузницы. На следующем шаге происходит обработка сыпучей смесью. Это может быть обычный речной песок или песок, смешенный с бурой. Этот этап обработки максимально важный и пропускать его нельзя. Любой выбранный флюс работает в качестве восстановителя, а, следовательно, предотвращает дальнейшее окисление металлической поверхности.

За обработкой поверхностей флюсом наступает следующий шаг. Ковкий металл возвращается обратно в кузницу. Если там материал начинает искриться, это значит, что его больше не нужно раскалять, либо то, что качество смеси было недостаточно высоким. При правильном выборе флюса сама ковка станет более простой и комфортной. Готовое изделие получит высокое качество и привлекательный вид.

Область применения буры

Тетраборат натрия, он же боракс, имеет широкую область применения. Во время плавки и пайки ковких металлов он используется в качестве флюса. Кроме того, он распространен при производстве эмали, глазури, стекол и др. Этот порошок используется в фармацевтических целях, поскольку считается полностью безопасным и экологичным. Также он представляет собой природный консервант и надежное средство для дезинфекции. Другие области его применения:

• создание строительных материалов для утепления;
• основа для покраски;
• производство косметики и бытовой химии;
• основа для выпуска бора.

Преимущества буры в кузнечном деле

Флюсовые смеси незаменимы при кузнечной ковке и пайке, а их частым компонентом выступает бура. Последняя представлена в виде порошка и активно продается на рынке. Ее основная ценность заключается в температуре плавления, доходящей до 800-900°C. Ниже рассмотрим преимущества буры в кузнечном деле. К плюсам относят:

• наибольшую простоту и безопасность для использования в качестве флюса, по сравнению с другими добавками;
• повышение качества сварных швов;
• предотвращение окисления свариваемых поверхностей;
• отсутствие загрязнений в стыках, а также появления пор;
• невысокую стоимость.

Этот материал не вредит здоровью, при соблюдении несложных требований во время работы. За счет быстрого разжижения он ускоряет процесс ковки.

Безопасность при работе с бурой

Бура не опасна с точки зрения взрывов и пожаров. Токсичность минерала умеренная, что связано с наличием в составе борной кислоты. Частички буры могут попасть в организм через аэрозольное распыление, а также в виде пыли. Это может привести к раздражению слизистых.

Основные правила при работе с бурой:

• не рекомендуется есть, пить, а также принимать пищу, контактируя с этим минералом;
• хранить буру следует в закрытых помещениях, в упаковках или специальных контейнерах;
• срок хранения минерала составляет всего шесть месяцев.

Также не стоит забывать про средства индивидуальной защиты. Речь идет про спецодежду, специальные очки и защитные перчатки. Кроме того, главное — не раскалять материал, соблюдать температуру работы с ним.

Пример: как ковать сварной шов

Рассмотрим, как ковать сварной шов за несколько шагов:

1. Необходимо подготовить материалы. На этом же шаге следует проверить температуру ковки выбранного металла. Во время нагрева они должны желтеть. Однако нагревать материал после этого не следует. Это может привести к окислению и, как следствие, разрушению металла.
2. Флюсование. На этом шаге нужно достать материалы из кузницы и обработать их флюсом. Последний служит некой защитой, которая предотвращает образование окиси на материале. Можно сказать, что флюс — это восстановитель.
3. Нагрев. Вслед за обработкой ковкий металл возвращается в кузницу и доводится до ярко-желтого цвета. Однако здесь важно не передержать его. В противном случае металл заискрит. Здесь еще раз напомним, что у каждого материала — своя температура сварки, и ее нельзя игнорировать.
4. Соединение, забивание. Необходимо достать элемент из кузницы, когда он достигнет ярко-желтого цвета. Это произойдет довольно быстро, поэтому нужно быть готовым. Далее можно соединить детали проволокой, выполненной из металла. Это нужно сделать до того, как сформируется основной сварной шов. Далее деталь подносят к молотку или к гидравлическому прессу. Здесь нужно следить за силой удара, за тем, чтобы сварной шов не сместился.

Довольно часто можно встретить вопрос о том, существует ли альтернатива боракса. Самый старый «предшественник» — мелкодисперсный кварцевый песок. Его использовали несколько десятилетий назад, до изобретения боракса.

При какой температуре плавится бура? Как и другие материалы, боракс имеет свои собственные характеристики. Плавится он при температуре около 741 °C. При таком градусе образуется стеклянное покрытие для поверхности, которую будут сваривать. Другой вопрос — какая температура необходима для самой кузнечной сварки. Большая часть сплавов алюминия плавится при температуре 800 °C.

В этой статье мы рассмотрели, чем посыпают металл во время ковки, рассказали про буру, которая часто выступает компонентном флюса. Узнать эти сведения будет полезно тем, кто интересуется работой кузнецов. Кроме того, эти знания будут полезны для качественной кузнечной сварки разных металлов.