Во время нагревания всегда следует поворачивать вещь, чем достигается одновременное появление на поверхности побежалых цветов. Также во время нагревания нужно внимательно следить за появлением побежалых цветов, так как они следуют один за другим довольно скоро; пропустив же подобный момент, можно испортить вещь – сталь будет перегрета более, чем нужно. Когда на поверхности стальной вещи появится требуемый оттенок побежалого цвета, необходимо быстро снять вещь с огня и опустить ее в воду.
При накаливании инструментов для обработки как дерева, так и металлов нет никакой надобности закаливать и отпускать весь инструмент, а достаточно ограничиться работающей его частью; исключение из этого правила допускается только относительно очень тонких вещей, например столовых ножей и пил. Последние, доведенные до вишнево-красного каления, опускаются при закалке в летнюю воду[7] с прибавкою масла, чтобы сталь охладилась медленно и не могло произойти перемены в металле, что весьма возможно при неаккуратном обращении с пилою. Заметим здесь, что пилы никогда не подвергаются вторичному нагреванию и отпуску, а должны быть доведены до требуемой крепости с одного раза, в противном случае во время работы такою пилою зубья ее легко могут выкрошиться. Центры для токарных станков, как требующие особенной твердости закалки, никогда не отпускаются.
Вообще все работы как по закалке стали, так и по отпуску ее необходимо производить особенно внимательно, так как всякая небрежность и недосмотр могут испортить все дело – стальная полоса может лопнуть, или ее поведет в сторону.
В практике закалку и отпуск стали весьма часто делают одновременно, то есть с одного нагрева, что значительно сокращает время работы. Инструмент накаливают для закалки обыкновенным порядком и опускают на несколько секунд в воду работающую его часть. При этом инструмент охладится только частью, так как не погруженная в воду часть сохранит в себе настолько жара, что его будет достаточно для сообщения всему инструменту требуемой температуры.
Такой способ закалки, однако, не может быть рекомендован как безусловно хороший и во всяком случае требует большой опытности, чтобы вторичное погружение в воду, для окончательной закалки, было сделано вовремя. Это угадать тем более трудно, что покрытая окалиною поверхность металла почти не обнаруживает побежалых цветов.
Под этим именем известна в кузнечном деле операция, посредством которой можно сообщить железным вещам сталевидную поверхность. Это делается в тех случаях, когда железная поверхность должна быть прочна и иметь гладкий, хорошо отполированный вид. Само собою разумеется, что такая сталевидность будет только местная, на наружной поверхности железной вещи, которая получает все свойства стали, не исключая способности в закале.
Насталивание железной вещи, или цементация, производится различными способами. Наиболее употребительный способ цементации состоит в том, что в ящик из листового железа кладут животные вещества: копыта, рога, кости и т. п. пересыпая их слоями порошка животного угля. Туда же помещают вещь, предназначенную для цементации. Когда все это сделано, ящик покрывают железною крышкою, связывают проволокою и замазывают щели глиною. Накаливание производят на очаге с железною решеткою, на которую ставят ящик. Температура накаливания должна быть равномерная и не очень высокая. Операция продолжается 3–4 часа, и в это время отделяется удушливый запах газов, почему необходимо их отвести в дымовую трубу. По окончании прокаливания ящик снимают с очага щипцами и, сняв крышку, быстро опрокидывают его со всем содержимым в чан с холодною водою.
Другой способ цементации, известный под именем американского, состоит в прокаливании железных вещей в древесном угле, смоченном водою и смесью поваренной соли, смолы и бурого железняка.
Оба этих способа цементации хотя и дают вполне удовлетворительные результаты, но работа эта идет медленно и кропотливо. Вот почему в кузницах очень часто прибегают к упрощенному способу цементации, состоящему в том, что поверхность железной вещи, накаленной до краснокалильного жара, натирают порошком синильного калия, после чего вновь прокаливают и погружают в холодную воду. Вместо синильного калия можно для той же цели употребить нашатырь.
Сталь при накаливания выше определенной для этого металла температуры весьма легко пережечь и сделать ее негодной к употреблению. Можно, однако, хотя не вполне, но частью, вернуть стали ее характерные свойства и сделать ее пригодною для выделки инструментов посредством нового накаливания и погружения в раствор аравийской камеди[8]. Раствор этого вещества, смотря по степени крепости, обладает способностью уменьшить излишнюю твердость стали или же, напротив, закалить мягкую сталь. В первом случае, то есть для смягчения слишком твердой стали, ее разогревают до температуры буро-вишнево-красного каления и погружают в раствор 2,4 кг камеди на ведро воды. Таким образом закаленная сталь отличается умеренною твердостью и может быть хорошо обрабатываема напильником. Этот же раствор камеди служит для возвращения пережженной стали мягкости и мелкозернистого сложения; при этом сталь нагревают до вишнево-красного цвета.
Для более твердой закалки стали употребляется раствор камеди, менее концентрированный – 400 г порошка на ведро воды. Сталь нагревают до вишнево-красного каления и, опустив в раствор камеди, оставляют в нем до полного охлаждения.
В заключение остановим внимание читателя на примерах простейших работ, которые могли бы служить для первых практических упражнений кузнеца-любителя.
Отковка болтов и гаек. К числу простейших работ, однако требующих известной точности и аккуратности, принадлежит отковка железных болтов и гаек. Необходимым пособием для отковки небольших болтов, заклепок и гвоздей служит гвоздильня. Она состоит из металлической стальной или железной со стальною наваркою доски с ручкой. Посредине доски, называемой формой, сделано углубление, или гнездо, соответствующее форме и очертанию болтов и заклепок, как это видно на рис. 36 и 37.
Рис. 36, 37
Для того чтобы отковать болт, форму кладут на наковальню так, чтобы гнездо формы пришлось над одним из отверстий наковальни, причем кузнец держит форму левою рукою за металлическую ручку, а правой, при помощи клещей, вкладывает в широкое отверстие формы раскаленный металлический стержень. Молотобоец бьет по стержню сверху (осаживает), отчего стержень, пройдя всю глубину гнезда формы, примет ее очертания.
Гайки. Форма гаек бывает различна; наиболее употребительны четырех-, шести– и восьмигранные гайки. Чтобы отковать четырехгранную гайку, берут железную полосу несколько толще требуемой высоты гайки и, отрубив от этой полосы кусок такой длины, какой угодно захватить клещами, помещают его в горн. Когда железо дойдет до краснокалильного жара, его вынимают и переносят на наковальню, стараясь с одного нагрева придать ему проковкою требуемую толщину ширину. После этого круглым бородком пробивают дырку сначала с одной стороны, а затем с другой. Диаметр этого отверстия делается несколько меньше диаметра болта, на который гайка будет надета после нарезки винтового хода. После этого гайку надрубают кузнечным зубилом на ребре наковальни, как изображено на рис. 38.
Рис. 38
Такую надрубку надо сделать только с одной стороны, немного не доходя до другой, чтобы гайка только свесилась, но не отделилась от полосы. Затем берут соответствующий диаметру отверстия гайки стерженек (оправку) и, продев его в это отверстие, отламывают гайку и выправляют ее на наковальне ручником.
Отделку граней производят так: сначала выглаживают боковые грани, поворачивая гайку на 90°, а затем, сняв гайку с оправки и ударяя о лицо наковальни, выглаживают верхнюю и нижнюю грани ручником или гладилкой.
Чтобы отковать шестигранную гайку, ход работы остается тот же, только при отделке граней гайку поворачивают на угол в 60°, отчего вместо четырех граней получится шесть. Так же точно при отделке восьмигранной гайки поворачивают ее на угол 45°.
При отделке гаек необходимо поворачивать их непременно на требуемый угол и правильно наносить удары ручником на одну из граней, а не на ребра, иначе гайка получит неправильную форму.
Гайка, откованная по способу только что описанному, называется пробивной. Она имеет тот недостаток, что при нарезке резьбы или впоследствии, когда гайка будет навинчена на болт, она может дать трещину, а иногда, при дурном качестве железа, и вовсе лопнуть.
