Чем посыпают металл при ковке — бура, порошок и флюс
Кузнечное мастерство и ковка – это не просто размеренные удары молота и молотков по наковальне и раздувание горна – это сложный термальный и химический процесс, который сопровождается различными изменениями в структуре обрабатываемого металла. Изменения могут носить и негативный характер, но, чтобы их избежать применяется специальное вещество – флюс. В данной статье мы подробно объясним, чем посыпают металл при ковке, как сделать качественный состав флюса самостоятельно и правильно применять его при ковке.
Что такое флюс
Флюсом называют мелкодисперсный порошок, который должен прикрыть раскаленную или сильно нагретую поверхность металла от внешних воздействий.
По видам флюс подразделяется на следующие виды:
- Речной песок. Таким составом пользовались еще кузнецы от средневековых времен. Качество ковки тогда оставляло желать лучшего, но при этом, как защитный порошок речной песок вполне реализовывал защитные функции.
- Кварцевый или силикатный песок в смеси с пищевой содой. Данный состав эффективен, но его самостоятельное изготовление затрачивает время и финансы на приобретение ингредиентов. В настоящее время этот вид флюса также, как и речной песок применяется крайне редко.
- Бура и песок – это смесь из специфического вещества под названием тетраборат натрия или бора, дополнительно для связности добавляют песок, приблизительно 30—40% от массы буры. Этот состав максимально эффективен, так как даже в случае сильного накаливания поковки и оплавлении песка бура продолжает надежно прикрывать зону прокалки.
Важно! В сочетании буры и песка главное соблюсти баланс в большую сторону к количеству буры, так как бура для кузнечной сварки является основным ингредиентом состава.
Зачем нужен флюс
Дело в том, что при ковке металлическая заготовка разогревается в горне до 950оС и больше. Эта температура является пограничной, то есть при ней начинает меняться поверхностная структура металла. Для того чтобы при остывании или разогреве защитить поверхность от внешних воздействий, используется флюс для ковки.
От каких внешних воздействий защищает «посыпка»? В первую очередь от атмосферного воздуха, в котором содержатся различные газы и влажность. При контакте с оголенной поверхностью металлической структуры, которая раскалена во время ковки и при остывании, эти факторы могут стать причиной возникновения окислов и очагов появления коррозии в будущем. Таким образом, флюс для ковки при посыпании создает защитную оболочку.
Что такое бура и зачем нужна
Как уже было сказано бура – это химическое вещество в виде темно-серого или темного, ближе к черному, порошка. Химическая формула с демонстрацией химических элементов вряд ли покажется вам интересной, напомним только то, что это соединение называется тетраборатом натрия или оксидом бора.
Это вещество в смеси с песком используется не только, как защитный слой при ковке. Бура для ковки применяется и как самостоятельное вещество для заполнения трещин и миникаверн, а так же как средство против будущего коробления. Температура расплава для буры составляет 700-950оС, что также составляет температуру оплавления верхней поверхности металла при ковке.
Как использовать порошки
В старину кузнецы просто посыпали раскаленный металл щепотками вручную. Данное мероприятие выполнялось практически перед каждым ударом молота по заготовке во время придания формы металлу.
Современные автокузницы оснащены автоматическими молотами и средствами подачи, которые самостоятельно насыпают флюс для кузнечной сварки.
При нанесении главное соблюдать следующие правила:
- Вещество должно быть нанесено ровным непроницаемым слоем, но при этом он не должен препятствовать обработке молотом.
- При оплавлении песка он должен сбиваться молотом.
Важно! При чрезмерном насыпании флюса он может стать причиной преждевременного охлаждения заготовки.
Область применения буры
Мы разобрались зачем нужна бура при ковке, но ее использование не ограничивается только добавлением в флюсовый состав. Также она служит для пайки нескольких металлических деталей между собой.
Для этого необходимо выполнить следующую последовательность:
- На поверхность под пайку наносится ровный слой оксида бора.
- Помещается вторая заготовка, так чтобы слой присадочного порошка оказался между двумя заготовками.
- Осуществляется нагрев двух заготовок в кузнечном горне до температуры не ниже 700оС.
Далее происходит оплавление двух поверхностей совместно с бурой, при остывании происходит пайка и возникновение жесткого соединения.
Важно! Буру можно раскалить и местным нагревом, но такой вид пайки допускается только для маленьких заготовок, разогрев которых в горне может привести к деформации.
Преимущества буры в кузнечном деле
При кузнечной пайке бура дает следующие положительные эффекты:
- Возможность соединения разных элементов в одну конструкцию с паяльным швом.
- Для материалов возможно использование разных температурных режимов.
- Соединяться могут металлы с неметаллами.
Важно! Распаять два элемента можно с помощью повторного нагрева в горне или по месту паяльного шва.
- Основной металл заготовок оплавляется по минимуму, что в дальнейшем уберегает его от появления участков коробления.
- Застывшая структура буры является высокопрочным элементом.
При ковке основные преимущества:
- Высокая температура оплавления, что позволяет надежно прикрыть металл от воздействия внешних факторов.
- При насыпании бура не слетает, а прочно удерживается на поверхности даже во время ковки.
Кроме того бура имеет важные свойства при ковке особых видов стали. Чем посыпают сталь при ковке дамаска? Тем же самым тетраборатом бора, но с большим добавлением металлизированного бора. Технология изготовления дамасской стали – это наложение множеств тонких платин или проволок стали, которые при ковке дают однородную структуру с очагами повышенной твердости. Бор при ковке внедряется в поверхностную структуру и укрепляет ее.
Безопасность и правила хранения буры
Как правило, порошок поставляется в плотных бумажных пакетах в четыре тонких слоя или в брикетах из полимера, которые вложены в тканые мешочки. Их необходимо хранить в закрытых ящиках или шкафах, доставать только для применения. После вскрытия упаковки для применения во время ковки она устанавливается на устойчивую поверхность, а забор из мешка осуществляется рукой, одетой в защитную перчатку.
Важно! При ковке запрещается использовать перчатки из полимера.
Кроме того, есть два важных правила безопасности:
- Тетраборат натрия и бора относится к классу негорючих и взрывобезопасных веществ. Основным компонентом является борная кислота, которая токсична для дыхательных путей человека. Помимо перчаток необходимо применение респиратора при работе, кроме того, вблизи с бурой запрещается курение, употребление пищи.
- Бура применяется только, как флюс, то есть средство нанесения на поверхность. Вдыхание и употребление внутрь может вызвать отравление. При попадании в ЖКТ необходимо выпить 0,5 л. слабого марганцевого раствора и вызвать рвоту.
Как сделать флюс своими руками
Мы разобрались с тем, чем посыпают сталь при ковке. Теперь разберемся, как сделать элементарный флюсовый состав самостоятельно.
Для изготовления нам понадобятся:
- Упаковка тетрабората натрия или бора – можно приобрести в любой крупной аптеке.
- Стекло.
- Речной песок.
Технология изготовления:
- Речной песок тонким равномерным слоем высыпается на ровную неметаллическую поверхность. Рядом ставится тепловая пушка для просушки песка.
- Стекло помещается в грохоталку и перемалывается до пескообразного состояния. Это можно сделать и вручную при помощи металлического пестика.
После подготовки основных ингредиентов их смешивают в одной таре, а после необходимо выполнить следующие мероприятия:
- Смесь из песка и стеклянного порошка помещается в муфельную печь и прогревается до 200-300оС в течении 60 минут. В итоге смесь станет сыпучей.
- В состав добавляется порошок тетрабората натрия или бора. Производится тщательное смешивание до однородной структуры.
Внешне флюс будет выглядеть, как светлый блестящий порошок с темной крошкой буры.
Вот и все. Мы подробно разобрались, чем посыпают металл при ковке и для чего, а кроме того, мы разобрались с тем, как изготовить состав самостоятельно. Используя данные нашей статьи, можно надежно защитить поковку и добиться высоких результатов в обработке металла.