Кузнечное мастерство

Приемы этого дела настолько несложны, что современные деревенские кузнецы в культурных странах работают почти так же, как за сотни и тысячи лет работали полудикие германцы, римские рабы, ассирийцы и египтяне. Самый древний обломок железа найден был в 1837 г. по снятии двух слоев каменной облицовки большой пирамиды в Гизехе; пирамиду строил Хеопс за 3000 лет до Р. Хр. Самый способ выделки и ковки железа изображен на одном египетском камне, хранящемся в Флоренции. Замечательно, что и в наше время в Нубии, по Руссегеру, железо добывается и обрабатывается точно такими же приемами. Руда добывается в ямах на очень небольшой глубине, и состоит из глинистого железняка очень хорошего качества. Ее разбивают на кусочки величиной с крупную горошину и засыпают вместе с углем в коническую яму около фута глубины и ширины, вставляют наклонно сопло мехов и обжигают часов 10 сряду, присыпая руды и угля. Полученную массу подвергают вторично точно такой же обработке и часа через два получают на дне пористую, пропитанную шлаками и накаленную добела железную "крицу". Для выделения шлаков ее сейчас же вынимают из ямы, проковывают железными колотушками, и разрубают на куски для продажи. Мехи состоят из горшка, завязанного сверху кожей; рабочий, просунув палец в дыру, посредине этой кожи, подымает ее; при обратном движении дыра закрывается ладонью и воздух выгоняется в сопло. Однако, мехи древнеегипетского изображения несколько совершеннее: раб-негр стоит каждой ногой на такого рода мехе и держит в руках по веревочке, для поднимания кожи; переступая попеременно, он должен был получать почти непрерывное дутье. Но настоящий молот с упругой деревянной ручкой был, вероятно, неупотребителен у египтян: на их изображениях рабочие колотят разной формы колотушками, вроде наших столярных киянок. При раскопках в развалинах Ниневии нашли целую подземную царскую сокровищницу, в которой сохранилось, почти не заржавев, до 10000 пудов железа, частью в форме разнообразных вещей, но большей частью в неправильных заостренных кусках, напоминающих несколько форму рыбы, с небольшой дыркой там, где пришелся бы глаз этой рыбы. Такую форму часто придавали продажному железу в древности и даже в средние века. Ассирийцы уже пользовались настоящим молотом, насаженным на ручку. Писатели классического периода не оставили почти никаких обстоятельных сведений о К. деле, но изображения кузницы Гефеста, как у поэтов, так и на вазах и барельефах, позволяют заключить, что орудия кузнеца были очень близки к современным. Во времена римских императоров были во многих городах фабрики оружия, принадлежавшие государству. Кузнецы-оружейники состояли и при каждом легионе. "Codex Theodosianus" содержит целое "положение" об этих военных кузнецах: "fabricenses". Остатки такой фабрики открыты недавно около Гомбурга (Homburg vor der Höhe), в развалинах римской крепости. Наковальня, весом около 15 пудов, показывает, что тогдашняя техника допускала обработку значительных железных кусков. Там же найдены остатки печей, где добывалось железо и много шлаков, указывающих на продолжительную работу. Печи эти были немного больше вышеописанных африканских ям для добывания железа и работали тоже с помощью мехов, давая прямо мягкое железо. Необходимость иметь хорошее оружие была причиной того, что К. искусство развивалось и в эпоху переселения народов, а в средние века оно достигло даже степени истинного художества в применении к украшению церквей и других зданий. Вместе с этим и общественное положение кузнецов поднялось, кузнечные "цехи" во многих городах Германии достигли такого значения, что подолгу вели борьбу из-за своих прав с магистратами. Кузнец и во все времена был видной особой в своей деревне. К тому же кузнецов всегда считали "знающими", подозревали в сношениях с духами огня; в средние века цехи прямо требовали от желавшего стать мастером-кузнецом присяги, что не будет иметь сношении с диаволом. С XVI в. начали вводиться машины, приводимые в движение водой, их применение понемногу обратило К. дело в. металлургическое заводское производство, вследствие чего производительность возросла, качество изделий даже улучшилось, но личное уменье быстро упало до степени простого ремесла, далекой от художественности лучших средневековых мастеров. Техническая сторона К. мастерства вся основана на свойстве железа размягчаться при накаливании и слипаться при белом "сварочном" жару, когда оно начинает гореть, разбрасывая искры. Средством для обработки железа служат главным образом удары молота по железу, опирающемуся на массивную наковальню. Гидравлические прессы с успехом заменяют молоты при ковке больших кусков (см. Ковка), но при ручной работе условия другие. Давление при быстрой остановке удара на тяжелой наковальне так велико, что подобного усилия нельзя было бы произвести без сложных приспособлений. К. маст. старается придать железу нужную форму преимущественно при посредстве вытягивания и сгибания, избегая по возможности "осаживания" пли "высаживания" утолщений. Действительно, при выделке железа ему придают желаемое волокнистое строение последовательным вытягиванием, поэтому обратное осаживание при работе может разрушить волокнистость строения и тем уменьшить сопротивление разрыву. К тому же осаживание куска более длинного довольно затруднительно (см. Ковка), тогда как оттягивание при ударе молотом на наковальне по накаленной части полосы совершается само собой. Удар по отдельному куску, меньшей поверхности, чем "боек" молота, производит расплющивание, равномерно во все стороны (см. Золотобойное мастерство). Но кузнец обрабатывает всегда только часть полосы, размягченную огнем; увеличению по ширине частью мешает связь частиц, а вдоль полоса может раздаваться свободно; сверх того, после первых ударов, кузнец поворачивает полосу "на ребро" и новые удары уничтожают расширение, полученное от первых, тогда как удлинения слагаются. Круглый стержень оттягивают так же, как и прямоугольный, и только при конце работы ему вновь придают округлое сечение. Удлинение идет еще быстрее, когда пользуются ударами полуцилиндрического "задника" молота, или "подбойником" такой же формы, принимающим удар большой "кувалды", и направляют ось полуцилиндра перпендикулярно к направлению производимого удлинения. Когда форма отковываемого предмета сложна, приходится пользоваться разными вспомогательными орудиями, которые частью вставляются в дыру наковальни, так наз. "нижники", частью же укрепляются на ручках, как молотки. Тут кузнецу становится необходимым помощник-"молотобоец", чтобы ударять кувалдой. При больших предметах кузнец небольшим "ручником" больше указывает, куда должен ударять молотобоец, чем работает сам: голоса за шумом ударов можно не расслышать. Нагревание производится обыкновенно с помощью дутья в К. горне (см.). "Фурма", в которую вставлено "сопло" меха, помещается обыкновенно сбоку около дна ямы (или "гнезда" горна), наполненной углем. Железо помещается выше и засыпается углем, который снаружи даже спрыскивается водою, чтобы сосредоточить горение внутри кучки. При правильном положении железа в горне до него доходит только воздух, уже частью потерявший свой кислород, отчего окисление идет не слишком быстро. Древесный уголь не портит железо, тогда как каменный, пока не прогорит, содержит более или менее серы, способной в конец испортить своим прикосновением сталь и железо. Зато при каменном угле верхний слой, правильно утрамбованной кучки спекается и образует свод, под который можно прибавлять угля и продолжительное время работать. Кузнец начинает обыкновенно с того, что накаливает железо до сварочного белого жара, когда оно начинает гореть и сыпать искры, надеясь, что первые удары при такой температуре сварят и уничтожат трещины, могущие встретиться внутри взятого куска. Дальнейшая ковка производится при ярко-красном калении. Редкая работа обходится без "сварки" двух поверхностей. Поверхности железа и стали способны слипаться под влиянием достаточного давления даже при температуре красного каления. Для этого необходимо прикосновение чистых поверхностей, поэтому-то сварка железа требует такого жара, при котором окись плавится, и железо как бы покрывается потом. При небольшом, сравнительно, дальнейшем повышении температуры начинается уже горение, сопровождаемое искрами: явление, служащее признаком, что желаемая степень нагрева достигнута. Тут-то и начинаются технические трудности сварки: надо очистить соединяемые поверхности, для этого ударяют куском по наковальне, чтобы приставшая зола и окалина отпала, обметают проволочной метелкой, составляют и быстрыми ударами обжимают со всех сторон, чтобы расплавленная окись выдавилась. Для облегчения плавления окалины посыпают кварцевым песком, чистым или с поваренной солью. Если посыпать бурой или смесью буры и нашатыря, то сварка может быть совершена и при более низкой температуре, что важно при сваривании стали. Обе свариваемые поверхности должны быть подготовлены выпуклыми, чтобы они сначала прикоснулись в одной точке, а при дальнейшем сжимании сходились от середины к окружности. Ковка лучших сортов стали представляет большие трудности: сорта эти теряют свои хорошие качества при "перегреве", если их нагреть выше "вишнево-красного цвета", а по другому признаку: если нагреть до того, что образуется отпадающая при ковке окалина. При слишком же холодной ковке, при "буро-красном калении", легко образуются внутренние трещины. Это же обстоятельство делает невозможным сварку высших сортов стали с железом и между собой. Сталь была расплавлена при температуре еще высшей, и этой плавке обязана своими высокими качествами. Но сплавленный стальной "королек" — крупнозернистого, кристаллического сложения и становится мелкозернистым лишь после продолжительного вытягивания под молотом или в валках. Эта мелкозернистость и исчезает при сильном нагреве, но может быть восстановлена правильной, достаточно продолженной проковкой. Деревенскому кузнецу часто приходится "оковывать" повозки и натягивать шины на колеса; интересно, что в этом деле вековая практика сходится с указаниями науки. Так, всякую "обойму", железное кольцо, долженствующее крепко охватывать деревянный предмет, кузнец нагоняет в накаленном состоянии и сейчас же охлаждает водой, чтобы дерево не прогорело: удачный результат такого приема зависит от сжатия кольца при охлаждении. При натягивании накаленной шины на колесо кузнец часто слишком сильно стягивает обод, отчего иногда шина скоро лопается, а спицы слишком наклоняются, т. е. угол конической поверхности, на которой они расположены, становится острее, чем это нужно. Практика показала, что ось, на которой вращается втулка колеса, должна быть коническая, но нижняя производящая этого конуса должна быть горизонтальна, для уменьшения трения, а спицы, принимающие давление — вертикальны (см.). На деле приходится даже наклонять концы оси несколько более, потому что она прогибается вниз посредине в нагруженном состоянии.

Литература. Тиме, "Основы машиностроения"; D. Poulot, "Methode d'enseignement manuel" — руководство для учителей, с отличными рисунками. Из него многое сообщено в "Кр. Руск. К. дела" М. А. Нетыкса, содержащем также факты, добытые собственными наблюдениями. Richardson, "Practical Blaksmithing" (Нью-Йорк, IV т. 1889-91) — сборник статей, написанных практиками и частью выдающимися американскими инженерами, содержит много очень ценных указаний и объяснений. Beck, "Geschichte des Eisens" (в 1895 доведено до XVII ст.); Хмыров, "Металлы в древней России" (1875).

В. Лермантов.