Kovácsolás,
Kovácsolás, az izzó fémeknek, különösen pedig a kovácsvasnak és acélnak megmunkálása. A K.-hoz az élénk veresizzás, egyes esetekben a gyenge fehérizzás a legalkalmasabb.
Minél kevesebb szén van a vasban, annál nagyobb hőmérsékletnél kovácsolható. Az acélt nem izzíthatjuk annyira meg, mint a kovácsvasat, mert jó minőségét elveszti. K.-ra hengerelt v. kovácsolt vasrudakat használnak, legjobb, ha már eleve a tárgynak megfelelő méretüt választunk. Ezeknek a rudaknak egyenlőtlen vagy tisztátalan részeit forrasztással v. az izzítást követő K.-sal teszszük egynemüekké, használhatókká.
1. és 2. ábra. Falazott kovács-tűzhely oldalnézete és keresztmetszete, 3. ábra ehhez való tűzpart.
Ily módon vashulladékból is lehet egynemü és használható vasat készíteni (a hengerművekben használt nyalábok). A vasat a K. céljaira szerkesztett tűzhelyekben fa-, kőszén- v. koksztűzzel hevítjük fel. A közönséges kovácstűzhelyek falazottak. Az f tűzfészek (l. 1-3. ábra) a b boltozat tartotta falba van sülyesztve, egyik oldalát a c tűzfal határolja. Itt látjuk a négyszegletes g öntött vastűzpartot melynek h bevágásai az l száklyavas befogadására valók. Ha a tűzpart egyik oldala elégett, megfordítjuk; ilyképen egyazon öntvény négyszer használható.
4. és 5. ábra. Nagy darabok izzítására való kovács-tűzhely felülnézete és függőleges metszete.
6. ábra. Öntött vasból való kovácstűzhely levegő-előmelegítővel.
A tűzpart másik oldalát rendszerint negyedgömb-alaku vasdarab (l. 6. ábra) alkotja. A fuvó levegőt az m lábító hajtotta fuvó szolgáltatja. A fuvóból kiágazó k cső a száklyavasba torkollik. A felszálló füstöt d ernyő fogja fel és vezeti az e kürtőbe. A legtöbb esetben a tűzhely szabad oldalán vizvályu is van, hogy a tüzet időközönként erős sugárzó melegének csökkentése céljából megnedvesíthessük. A 4-5. ábrabeli szerkezet nagyobb darabok izzítására való, minden oldalról szabad tűzhelyet tüntet fel, melynek I., II., III. fuvókái M vizmedencén áthatolva torkollanak az M tűzfészekbe. A fuvó levegő C csövön jön fel és a G csatornába árad, honnan F1... F2... csöveken jut a száklyavashoz. Ezeknek a szabadon álló tűzhelyeknek fel- és lemozgatható kürtőjük szokott lenni. Újabb időben nagy tért hódítottak az öntöttvasból való tűzhelyek, mert szállíthatók, felállításuk könnyü és alakjuk tetszetősebb. A 6. ábrában ily tűzhelyet tüntettünk fel. Az LL lábakon álló öntöttvas A asztalon látható PP pofák (negyedgömb-alakuak) határolják az F tűzfészket, baloldalt látjuk a V vizvályut. E a kürtő, mely a füstöt az öntöttvas C csőbe tereli. A fuvó levegő c1 csövön hatol a c2 csőbe és innen a száklyavashoz. Amint látjuk, ez a fuvó nem oldalt, hanem alul torkollik a tűzfészekbe. Az alszéllel működő kovácstüzek azért jobbak, mert a tűz nagyobb terjedelmü és az izzítás hathatósabb lehet, szóval a tűzfészket jobban kihasználhatjuk. Ezeknek a tűzhelyeknek az is kiváló elsőbbségük, hogy a tűzmedencét minden oldalról szabaddá tehetjük és a száklyavas nincs az elégésnek nagy mértékben kitéve. Ezekkel szemben áll az a hátrábbságuk, hogy a száklyavasat a lehulló salak miatt gyakran kell tisztogatni. A szegkovácsműhelyekben beboltozott fészkü tűzhelyeket is találhatunk; a szegecs- és sínszeggyárakban pedig tűzálló téglával bélelt hengeres kemencét használnak, melynek alján a fuvó levegő bevezetésére nyilás van. Az izzítandó szeget, illetve szegecseket a hengeres akna oldalain levő nyilásokba dugják be. Az akna belsejét kokszszal töltik meg. Az alszéllel dolgozó kovácstűzhelyeknek négyszögletes vagy köralaku tűzmedencéjük van. A száklyavasat gömbösre vagy kúposra, a fuvúszájakat pedig köralakura vagy hosszukás négyszögüre készítik. Különösen ajánlható a levehető száklyavas, mert ha elégett, könnyen kicserélhető. A meleg jobb kihasználása céljából sok helyen az elszálló füsttel, vagy a tűzfészek felesleges melegével a fuvólevegőt hevítik fel. Régebben az elszálló füstöt a kéménybe helyezett fűtő kigyóval érintkeztették, azonban ez nem bizonult jónak, mert a kémény huzatát gátolta és a csövekre rakodó korom, por és hamu a melegközlést nagyon megnehezítette. Jobb az a mód, melyet a 6. ábra tüntet fel. Az elszálló füst n nyiláson jut a C csőbe, s innen a kürtővel összekötött C s csatornába, e közben a C1 csőbe fuvott levegőt előmelegíti. Ilyen berendezést nagyobb kovácsműhelyekben használnak, mert csak akkor gazdaságos, ha több kovácstűzhelyünk van. Sok esetben a száklyavasat vizzel hűtik. E célból a tűzpartot vizmedencével kötik össze, és a levegőt a vizmedencébe torkolló száklyavason át fujtatják a tűzhez (4. és 5. ábra). A kovácstűzhelyek tüzét kellő kőmérséklet fejlesztése céljából befujt levegővel táplálják. A fuvók lehetnek hegyes, vagy hengeres fuvók és ventillátorok. A hegyes fuvók és a hengeres fuvók lökésszerüen adják a levegőt, ami különösen az egyszerüen ható fuvók működésekor észlelhető. A kovácstűzhelyekben faszenet, kőszenet, kokszot, barnaszenet és tőzeget használnak. A faszén azért legjobb tüzelő szer, mert hamuja oly anyagokat nem tartalmaz, melyek a vas jóságára károsan hatnának, azonban drágasága miatt általánosan nem használható. Ha acélt kovácsolunk, csak faszenet vegyünk, mert a kénes koksz és kőszén a drága acélt nagyon megronthatja. A faszenet diónagyságu darabokra törjük, a porszén nem célszerü. Sok helyen a faszenet kőszénnel keverik (1 sr. kőszén és 1 sr. faszén, vagy 2 sr. faszén és 3 sr. kőszén). Legjobb a keményfák szene (bükk, berkenye, tölgy, éger), a puhafák szenét (fenyő) a levegő könnyen szétfújja, s nem is adnak oly erős koncentrált meleget. Átlag 80-90 kg. faszén 100 kg. kőszénfogyasztásnak felel meg. A kőszén használatát olcsóságának tulajdoníthatjuk. Legjobban használható a tapadószén, mert könnyen meggyul és tapadóssága miatt kérget kap, mely alatt a szén igen élénk izzásba jöhet. Ha a tűz felszinét vizzel meglocsoljuk és gondoskodunk az elégett kőszén pótlásáról, ily módon igen jó kovácstüzünk lesz. A kőszenet apró darabokra (Grus, Schmiede-Grus) törjük és használat előtt vizzel jól meglocsoljuk, hogy belőle apróbb halmokat alakíthassunk. Minél kevesebb kén van a kőszénben, s minél kevesebb salakot hagy, annál jobb; 10% salakot tartalmazó kőszén még elég jól használható. A koksz akár magában, akár pedig kőszénnel keverve intenziv és gyors hatása következtében alkalmas tüzelő anyag. Átlag 10 kg. kőszénnek 55-60 kg. koksz felel meg. A barnaszén és tőzeg csekély hatásuk és porlékonyságuk miatt a legkevésbbé használható tüzelő anyagok (300-350 kg. tőzeg felel meg 100 kg. kőszénnek). Jól kezelt kovácstűzben 100 kg. vasra 80-150 kg. kőszenet számíthatunk.
Az izzó vastárgy alakítására és kezelésére többféle szerszám kell. Az u. n. tűzi szerszámokon értjük a különféle fogókat, melyek az izzó tárgy tartására valók, továbbá a kalapácsokat, a piszkavasat, a szénlapátot, a locsolót és a vashűtő dézsát. A tüzifogók szája a kovácsolandó tárgy alakjához szabandó, ezért lapos, élgömbölyü, gömbölyü, stb. száju fogókat találunk. A fogók szárát néha gyűrüvel kötjük össze, hogy az előkovácsnak sok erőt ne kelljen a tárgy tartására fordítania. Az izzó tárgyat kalapácscsal alakítjuk ki. A kisebb tárgyak K.-ára kézzel mozgatott nyeles kalapácsokat, a nagyobbak K.-ára pedig mótorikus erővel hajtott nyeles vagy keretes kalapácsokat használnak (l. Kalapács). Nagyobb kovácsműhelyekben kovácsoló-sajtót is találunk. A K. főbb műveletei a következők:
a) Alakítás csakis kalapácscsal (nyujtás). Midőn a kalapácsot az izzó vasra ejtjük, az előzőben felhalmozott munka az utóbbit megnyujtja. A kalapács foka e tekintetben sokkal hatásosabb munkát végez, mint a talpa, mert ékalakja a puha vasba való behatolást szerfelett megkönnyíti. A kalapács talpa gyenge nyujtásra és arra való, hogy a fok okozta horpadásokat kiegyenlítse. Kis tárgyak K.-ára elégséges egy ember, nagyobb tárgyak K.-ára egy, két, sokszor három munkás is kell, az elsőt előkovácsnak, az utóbbiakat ráverőnek nevezzük. Az előkovács balkezébe tartja a fogót és az üllőre fektetett izzó vasra a jobb kezében levő kalapácscsal ráver, jelölvén mintegy ezt a helyet, ahová a ráverőnek ütni kell. E közben a vasat forgatja, a keletkező kisebb hibákat kijavítja és a művelet végét az ülőrre ütött kalapács hangjával jelzi. Ekkor a ráverők munkája megszünik s az előkovács a munka hátralékos részté befejezi. A ráverő kalapács súlya legfeljebb 10 kg. lehet, nyelük 500-600 mm., hogy a munkás két kezével kezelhesse, a kovácsoló kalapács súlya 1-2 kg. és nyelének hosszusága 400 mm. Ha egynél több verő van, ügyelni kell a taktus szerinti ütésre, hogy a kalapácsok össze ne ütődjenek. A ráverést mindaddig folytatják, mig a vas sötétveres izzó lett, ezután újra izzítják, ha a munkát folytatni kellene. A sötétvörös melegen tul való kovácsolás következtében a tárgy keményebb és rugalmasabb lesz. Vizbe mártott, tehát nedves kalapácscsal a vas keménysége és rugalmassága fokozható. A tárgy felszinének kellő simaságát érjük el a akkor, ha a kovácsolás után az illető helyre ráteszszük a simítókalapácsot és ennek fokára néhány erőteljes ütést mérünk.
b) Duzzaasztás, melyen az izzó vas tengelyirányos összenyomását értjük. Izzítssunk meg egy vasrúdat, p. a közepe táján, és üssük a két végét, ekkor a rúd megrövidül és az izzítás helyén megvastagszik, megduzzad. A kisebb darabokat ugy duzzasztják, hogy az üllőre fektetve merőleges ütéseket mérnek reá. A hosszabbakat fogóba csiptetve az üllő oldalához ütik, igen hosszu darabot két munkás kézbe fogja és földbe ásott kőhöz vagy vaslaphoz üti. Duzzasztás után a tárgy felszinét kellően kialakítják. Igen célszerü a duzzasztás után a duzzasztott helyet forrasztó melegségig felhevíteni és jól megkovácsolni, mert félős, hogy a duzzasztás helyén a vas szétreped, szakadásokat kap. A szegek és szegecsek fejét szintén duzzasztással alakítják ki. Először a vas végét szétlapítják, és a szétlapított tömeget a szegecs fejező kalapácscsal teljesen a kivánt formára idomítják.
c) Lefoglalás, melyen a vasnak éles élü belapítását értjük. Ezt a műveletet legegyszerübben ugy hajtjuk végre, hogy az izzó vasat az üllő szélére helyezzük s azután ráverünk. A lefoglaláshoz célszerüen használhatjuk a perem nélküli simító kalapácsot. Ezt az előmunkás a kivánt helyre teszi és a ráverő erőteljes ütéseket mér a fokára.
d) Hajlítás. Az izzó vasat az üllő szarván hajlítjuk meg. E célból a vas egyik oldalát letartjuk, a másikra pedig oldalas ütéseket mérünk. A komplikáltabb hajlításokat alakzók (sablon) szerint készítik. Derékszög alatti hajlítást ugy készíthetünk, hogy a vasat az üllő szélére tartva, erős ütésekkel élbe halítjuk és a művelet után a keletkező sarkot ferde simítóval munkáljuk meg.
e) Lyukasztás. A vasat gyorsan és könnyen kilyukaszthatjuk, ha fehér izzó hőig izzítva gyürüre állítjuk és kénrudat nyumunk rá. Keletkezik kénsav, mely higfolyó. Ilyen módon 10-15 mm. vastag vasat 20 másodperc alatt átlyukaszthatunk. Azonban ez a művelet a keletkező gőzök miatt a műhelyben levőkre ártalmas, a lyuk pedig durva felszinü lesz. Ezért inkább a mekanikai lyukasztáshoz fordulunk. Az izzó vasat az üllő nyilása fölé, vagy gyűrüre helyezzük és a rátett lyukasztót erős ütésekkel áthajtjuk. Ha vastag a vas, meg is kell fordítani. f) A bemetszés ettől abban különbözik, hog a vágóval az illető tárgy szélébe rést vágunk. g) Lemetszés. A legtöbb esetben a vas kikovácsolt részét a törzsről le kell vágni, vagy magának a kikovácsolt darabnak egyes részeit kell lemetszeni. Erre a célra vagy az üllőbetétet, vagy a vágót használják. Ha az elsőt használjuk, ez az üllő megfelelő nyilásába dugandó, a vasat élre fektetjük és megfelelő erős ütésekkel a szükséges részt a törzstől elválasztjuk.
h) Tüskén való K. A gyűrü- vagy cső-alaku darabokat tüskére dugjuk és ezen alakítjuk ki, hogy a nyilást jól kiformálódhassuk. A tüske négyszögletes vagy gömbölyü acél- vagy kovácsdarab. Lyuktágításhoz kúpalaku v. szarvastüskét használunk, az utóbbiakat az üllő megfelelő nyilásába dugják. i) Szegecselés, tulajdonképen duzzasztás, a lelapított szegecs-szár végét a szegecsfejezővel alakítjuk ki. A művelet közben a tárgyat a szegecsfej alakjára idomított üllőre fektetjük. k) A levágáshoz közel rokon művelet a mélyesztés. Ezen az izzóvas vékonyítását értjük, bizonyos megszabott határon belül.
l) Hegesztés, két, esetleg több kovácsvasrúdnak a forrasztó hőnél való egyesítése. Minél több szén van a vasban, annál nehezebben heged. A hegesztendő felszint jó nagyra kell készíteni, sőt célszerü a duzzasztás is, hogy a hegesztés befejezte után a hegesztett részt jól kialakíthassuk. Legcélszerübb a hegesztendő felszinek egyikét felvágni és a másikat kiélezni s a két részt egymásba dugni. Legkevésbbé ajánlható a hegesztendő felszinek tompa érintkeztetése. Hegesztéskor az első kalapácsütések gyengék legyenek és gyorsan következzenek egymás után, az összetapadás után erősebb ütéseket mérhetünk a forradó lapokra. m) Acélozás, a kovácsvas burkolása acéllal, mely műveletnek csakis a szerszámgyártásban van fontossága és célja az, hogy a drágább acélból kevesebbet használjunk el, a szerszámok pedig kell szivósak legyenek. Különösen a metsző és vágó szerszámok élét és a verő szerszámok fokát acélozzák meg, hogy a dolgozó rész kemény, a szerszám többi része pedig puha legyen. A hegesztő felszinek laposak v. fecskefark-alakuak legyenek. A nagyobb lapokat néha bevagdalják, hogy az acél kiálló karmai a puha vasba nyomódjanak.
