Кування
КУВА́ННЯ — один із видів оброблення металів тиском, який ґрунтується на здатності металів пластично деформуватися — змінювати форму, не руйнуючись, під дією зовнішніх сил. Ковальству піддають метали та сплави, що мають досить високу пластичність і низький опір деформації. Під час ковальства здійснюють багаторазівне переривчасте ударяння заготовки спеціальним інструментом. Зазвичай її встановлюють незакріпленою на ковадлі або в підкладному штампі. При масовому виробництві однакових деталей частіше застосовують штампування або пресування. Основні операції під час ковальства: осадження, висадження, протягання, розкочування, прошивання, різання, згинання та виправлення. При осадженні матеріал розплющують — ширину та довжину збільшують, а товщину зменшують доти, поки йому не нададуть необхідних розмірів і форми; при висадженні створюють потовщення внаслідок зменшення довжини. У процесі ручного або машинного ковальства використовують основні, підтримуючі та вимірювальні інструменти. Серед основних інструментів для ручного ковальства — ковадла, молотки, ручники, борідки, зубила, обтискачі, відбійники; серед основних машинних інструментів — бойки (плоскі, фасонні, заокруглені, комбіновані), плити, прошивні. Як підтримуючі інструменти при ручному ковальстві використовують кліщі, стояки, при машинному — кліщі, патрони. Заготовками для ковальства можуть бути зливки, сортові і профільні прокат, листи та ін. Сталеві заготовки перед ковальством переважно нагрівають в полуменевих або різного типу електричних печах до температури 1100–1250 °С. Переваги оброблення металів ковальством порівняно з різанням: менша (близько 30 %) витрата металу на виріб; вища продуктивність устаткування; метал стає щільнішим за своєю структурою. Ковальство без нагрівання було відоме ще в часи пізнього неоліту, за допомогою нього здійснювали оброблення самородних металів (міді, золота, срібла, метеоритного заліза).
Першими ковадлами слугували масивні камені, метал кували молотом — іншим каменем, закріпленим до деревʼяного руківʼя. За декілька тисячоліть до нашої ери під час виготовлення міді та заліза з руди вперше застосовано ковальство нагрітих напівфабрикатів після плавлення в печах. У Передній Азії та на Кавказі знайдені крицеві речі, виготовлені за допомогою гарячого ковальства (7 ст. до нашої ери). Виявлені зразки зброї в скіфських курганах доводять, що на території України вже у 6–5 ст. до нашої ери досконало володіли технікою К. З використанням заліза та сталі ковалі Київської Русі виготовляли складні конструкції лемешів, кольчуг, мечі тощо.
Подальший розвиток ковальство отримало в добу Козаччини. Максимальна маса молота для роботи вручну становить 20–30 кг. У 13 ст. зʼявилися важільні молоти з ручним приводом, у 16 ст. через необхідність підвищення сили удару для виготовлення масивних виробів — молоти масою до 400 кг. Останні працювали за допомогою енергії падаючої води. 1774 англійський винахідник Дж. Ватт запропонував використовувати розроблений ним паровий двигун для приводу важільного молота. Після вдосконалення вага падаючих частин досягала 380 кг, частота — 300 ударів на хв. Принципово нову конструкцію розробив англійський винахідник і промисловець Дж. Несміт 1839. Паровий двигун був розміщений у верхній частині станини, шток піднімав довбню з бойком при подачі пари, робочий хід здійснювався після її випуску. Спочатку довбня молота важила 2500 кг, максимальна висота падіння становила 2 м. У наступні десятиліття парові молоти неодноразово вдосконалювали. На початку 1870-х років у Санкт-Петербурзі та м. Перм (Росія) побудовано 50-тонні парові молоти.
В останній чверті 19 ст. у Києві на Південно-російському машинобудівному заводі та заводі «Арсенал», Харківському паровозобудівному заводі, підприємствах Донбасу, Придніпровʼя та інших регіонів організовано потужні ковальські господарства. Українські підприємства з високою точністю виготовляли шестерні, клапани, кільця, вали, болти, заклепки тощо. На початку 20 ст. набули поширення молоти різної конструкції з електроприводами. Водночас розроблено безшаботні молоти з двосторонніми горизонтальними і вертикальними ударами двох довбень, молоти з пневматичними, пароповітряними, гідравлічними, газогідравлічними механічними та ін. приводами; горизонтально-кувальні машини, молоти з вільно падаючими ударними частинами та з бабами, що додатково розганяються. У 1-й половині 20 ст. на підприємствах України застосовували молоти з масою падаючих частин від 25 кг до 15 т і частотою до 500 ударів на хв. Молоти для ковальства заготовок масою до 13 т мають масу падаючих частин до 300 т з ефективною кінетичною енергією удару близько 1570 кДж і роблять до 30 ударів на секунду. Високошвидкісні молоти з ефективною кінетичною енергією близько 1000 кДж розвивають швидкість падіння довбні до 30 м на секунду. У 2-й половині 20 ст. провідним підприємством СРСР з виробництва потужного устаткування для оброблення металів тиском став Новокраматорський машинобудівний завод. 1975 на ньому виготовлено найбільший у світі безшаботний молот із двома масами 150 т і енергією удару до 250 кДж (30 ударів на хв., висота над підлогою 12 м).
Наприкінці 19 ст. почали формуватися наукові основи ковальства, зокрема щодо визначення оптимальних розмірів і форми заготовок, встановлення закономірностей текучості металів, вимог до пластичності. В Україні проблеми ковальства та родинних технологій досліджували вчені Інституту чорної металургії НАНУ, Національної металургійної академії України (обидва — Дніпропетровськ), Донбаської машинобудівної академії (м. Краматорськ Донецької обл.), Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут» та ін. Ковальство, штампування та пресування широко застосовують в різних галузях машинобудування, автомобільній, авіаційно-космічній, легкій промисловостях, тракторобудуванні та ін.
