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フォージ

フォージ

鍛造は、金属を加熱するために使用される炉床の一種、またはそのような炉床が置かれている職場( 鍛冶屋 )です。鍛冶屋は、鍛冶屋が鍛造を使用して、鍛造によって成形しやすくなる温度、または加工硬化が発生しなくなる温度まで金属片を加熱します。金属(「ワーク」と呼ばれる)は、トングを使用して鍛造品との間で輸送されます。トングは、スミスがハンマーで作業する間、スミスリーの金床にワークピースを保持するためにも使用されます。時々、鋼を硬化したり、素手で取り扱えるようにワークを冷却したりすると、ワークはたるみ槽に運ばれ、大きな水域でワークを急速に冷却します。ただし、金属の種類によっては、代わりにオイルクエンチまたは塩水が必要になる場合があります。多くの金属は、単なる水硬化以上のものを必要とします。スラックタブは、フォージ内の火を制御するための水も提供します。

タイプ

石炭/コークス/炭鍛造

鍛造では、通常、bit青炭、工業用コークス、木炭を金属加熱用の燃料として使用します。これらの鍛造品の設計は時間とともに変化しましたが、燃料が石炭、コークス、木炭のいずれであっても、基本設計は同じままです。

このタイプの鍛造品は、本質的に、火に導入された金属が可鍛性の状態になるように火を制御できるように、または他の冶金効果をもたらすように設計された炉床または暖炉です(例として、焼入れ、焼きなまし、焼き戻し) 。このタイプのフォージのフォージファイアは、空気の量、燃料の量、および燃料/ファイアの形状の3つの方法で制御されます。

数千年にわたる鍛造の間に、これらのデバイスは、このタイプの鍛造の本質的な特徴として、何らかの形で進化してきました。

  • 羽口—空気を火の中に押し込めるパイプ
  • ベローズまたは送風機-羽口に空気を送り込む手段
  • ハース—燃焼燃料を羽口の開口部の上または反対に封じ込めることができる場所。伝統的に炉床は、泥レンガ(adobe)、焼成レンガ、石、またはそれ以降の鉄で構成されています。

運転中、燃料は炉内または炉の上に置かれ、点火されます。ファンやベローズなどの移動する空気の供給源は、羽口を通して追加の空気を火の中に導入します。空気が追加されると、火はより多くの燃料を消費し、より高温で燃焼します(そしてよりきれいになります-煙は潜在的な燃料を逃したと考えることができます。

スコットランド、ノースエアシャイアのオーケンティバーにある典型的なスコットランドの鍛冶屋。

鍛冶屋は、特定の種類の作業に合わせて、火の中の燃料と空気のバランスを取ります。多くの場合、これには火の形状の調整と維持が含まれます。

典型的な石炭炉では、火鉢は平炉の中央に配置されます。羽口は下部の火鉢に入ります。動作中、火の熱いコアは、火鉢の中と上で燃えているコークスのボールになります。火の中心は、熱いが燃えないコークスの層に囲まれます。未燃焼のコークスの周囲には、火の熱により石炭の移行層がコークスに変換されます。すべてを取り囲むリングまたは馬蹄形の原炭層は、通常、火の心臓の形状を維持し、石炭が直接燃焼しないように、最初にコークスに「クック」するために湿らせ、密に詰めます。

より大きな火が必要な場合、鍛冶屋は火に流れ込む空気を増やし、コークスの心臓に栄養を与えて深めます。鍛冶屋は、このような鍛冶屋で火の長さと幅を調整して、さまざまな形状の作業に対応することもできます。

ここで説明した鍛造と火からの主なバリエーションは、火鍋がない「バックドラフト」であり、羽口は後壁から炉床に水平に入ります。

コークスと木炭は、石炭を使用する同じ炉で燃やすことができますが、火の中心で(石炭のように)原燃料を変換する必要がないため、火の取り扱いが異なります。

個々の鍛冶屋と特殊な用途は、上記の石炭鍛造から、パイプが通じる地面の穴に至る単純な構造まで、このタイプのさまざまな鍛造の開発を促進しました。

ガスフォージ

ガスフォージは、通常、プロパンまたは天然ガスを燃料として使用します。一般的な効率的な設計の1つは、円筒形の鍛造チャンバーと、ボディに対して直角に取り付けられたバーナーチューブを使用します。チャンバーは通常、硬いキャスタブル耐火セラミックまたは軟質セラミックサーマルブランケット(例:Kaowool)などの耐火材料で裏打ちされています。バーナーは燃料と空気を混合します。燃料と空気は先端で点火され、チャンバーのライニングに少し突き出ます。空気圧、したがって熱は、機械式ブロワーを使用するか、ベンチュリ効果を利用して高めることができます。

ガス炉はサイズと構造が異なります。ブロワー付きの大型バーナーまたは複数の大気バーナーを使用する大型炉から、安価でシンプルなプロパントーチを利用したコーヒー缶で作られた炉まであります。小さな炉は、単一の柔らかい耐火れんがから削ることさえできます。

ガス鍛造の主な利点は、特に初心者にとっての使いやすさです。ガスフォージは、石炭フォージに比べて操作が簡単で、生成される火はきれいで一貫しています。火は大きなまたは異常な形の破片を収容するために形を変えることができないので、それらはあまり用途がありません。ピースの小さな部分を加熱することも困難です。よくある誤解は、ガス鍛造は鍛造溶接を可能にするのに十分な熱を生成できないが、適切に設計されたガス鍛造はどんなタスクにも十分に熱くなるということです。

精錬鍛造

製錬所は、pig鉄が錬鉄に精製される水力工場です。

鍛造設備

アンビル

アンビルは鍛冶屋の作業台として機能し、鍛冶屋には鍛造される金属が置かれます。アンビルは不格好で重いように見えるかもしれませんが、鍛冶屋のニーズに合わせて注意深く形作られた非常に洗練されたツールです。アンビルは、鋳鉄または鍛造鉄で作られており、工具鋼の表面が溶接されているか、鋳造または鍛造工具鋼の単一片で溶接されています。一部のアンビルは鋳鉄のみで作られており、工具鋼の表面はありません。これらは本物の金敷ではなく、柔らかすぎるため鍛冶屋としては役立ちません。鋳鉄製アンビルの一般的な用語は「ASO」または「アンビル型オブジェクト」です。アンビルの工具鋼面の目的は、「リバウンド」と呼ばれるものを提供することと、硬く、誤って配置されたハンマーの打撃から簡単にへこまないことです。リバウンドという用語は、鍛冶屋のハンマーが金属に吹き返す力の一部を投影し、リバウンドがない場合よりも多くの金属を一度に移動させることを意味します。優れたアンビルは、エネルギーの50〜99%をワークピースに戻すことができます。 「フェイス」と呼ばれるフラットトップは高度に研磨されており、通常2つの穴があります(ただし、デザインによって多少は異なります)。四角い穴は丈夫な穴と呼ばれ、丈夫なツールの四角いシャンクがはまります。丈夫なツールにはさまざまな種類があります。小さな穴はプリッチェル穴と呼ばれ、溶metalに穴を開けるときのボルスターとして、または丈夫なツールと同様のツールを保持するために使用されますが、ホールドダウンなどの360度の角度を変えることができるツール用鍛冶屋のトングが必要なほど安全にワークピースを保持できない場合のツール。アンビルの前面には、曲げ、鋼の引き出し、および他の多くの作業に使用される「ホーン」が時々あります。ホーンとアンビルの面の間には、「ステップ」または「カッティングテーブル」と呼ばれる小さな領域があります。これは、チゼルで熱い鋼または冷たい鋼を切断するために使用されます。顔のマークは鍛冶屋の作品の欠陥に移ります。

ハンマー

鍛冶屋のワークショップで使用されるハンマーの多くの種類がありますが、これはほんのいくつかの一般的なものに名前を付けます。ハンマーの形状と重量は、行われている作業の種類に応じて、0.5オンスから30ポンド近くまでさまざまです。

  1. ハンドハンマー-スミスが使用します。
    • ボールペンハンマー
    • クロスピーンハンマー
    • ストレートピーンハンマー
    • 丸めハンマー
  2. スレッジハンマー-ストライカーが使用します。

チゼル

ノミは高炭素鋼でできています。ヘッドが柔らかく保たれている間、それらは刃先で硬化および焼き戻しされているため、ハンマーで打っても割れません。ノミには、ホットノミとコールドノミの2種類があります。コールドチゼルはコールドメタルの切断に使用され、ホットチゼルはホットメタルの切断に使用されます。通常、熱いノミはより薄いので、冷たいノミで置き換えることはできません。また、多くの鍛冶屋は、ハンマーに似ているように単純なねじれたハンドルを持つようにノミを形作ります。彼らは、溶metalsから遠く離れて使用することができます。それらは非常に有用であり、世界中で発見されています。

トング

トングは、溶metalsを安全に保持するために鍛冶屋によって使用されます。口は、さまざまな形状の金属をつかむのに適したさまざまな形状のスミスによってカスタムメイドされています。鍛冶屋が20組以上のトングを所有することは珍しくありません。伝統的に、鍛冶屋は見習い期間中にコレクションを構築し始めました。市場にはさまざまな種類のトングがあります。 (1)フラットトング(2)リベットまたはリングトング(3)ストレートリップ溝付きトング(4)ガッドトング

フラー

フラーは、溝やくぼみの作成に使用されるさまざまな形状の成形ツールです。それらはペアで使用されることが多く、下部フラーにはアンビルの丈夫な穴に収まる正方形のシャンクがあり、上部フラーにはハンドルがあります。作品は底部に置かれ、上部は作品の上に置かれ、ハンマーで打たれます。トップフラーは、丸い角を仕上げたり、金属を伸ばしたり広げたりするためにも使用されます。

ハーディ

丈夫なツールは、丈夫な穴に収まる四角いシャンクを備えたツールです。アンビルの熱い金属を切断するために使用されるホットカットハーディなど、さまざまな種類のハーディツールがあります。金属を引き出して溝を作るために使用されるより充実したツール。曲げジグ-そして、リストするには多すぎます。

スラックタブ

スラックタブは通常、鍛冶屋が溶hotを焼くために使用する水で満たされた大きな容器です。緩み槽は、主に鍛造中にワークの一部を冷却するために使用されます(それらを保護する、または、ある領域の金属が近くのハンマーブローなどから「広がる」のを防ぎます)。鋼を硬化させる;石炭または炭の鍛造品を手入れする;簡単に検査できるように作業をすばやく冷却するだけです。ブレードスミスとツール作成では、金属または金属を冷却するためにオイルまたはブラインが使用されるため、この用語は通常「急冷タンク」に変更されます。スラックという用語は、熱をスレーキングするときのように「スレイク」という言葉に由来すると考えられています。

鍛造の種類

ドロップ鍛造

ドロップ鍛造は、金型を表面に付けた重いハンマーをワークピースに落とすことにより、金属を複雑な形状に成形するプロセスです。

処理する

ワークは鍛造品に入れられます。次に、ハンマーの衝撃により、非常に可鍛性のある加熱された材料がダイおよびダイキャビティの形状に適合します。通常、部品を完全に形成するために必要なダイは1つだけです。ダイ面の間に余分なスペースがあると、材料の一部が側面から押し出され、バリが形成されます。これは、ダイの半分を閉じることによって生じる極端な圧力のリリーフバルブとして機能し、後で完成部品から切り取られます。

装置

ドロップフォーミングプロセスで使用される機器は、一般にパワーハンマーまたはドロップハンマーとして知られています。これらは、空気、油圧、または機械を動力源としています。機械の駆動方法、ラムの質量、落下高さに応​​じて、打撃力は11,000〜425,000ポンドになります。使用される工具、金型、パンチは、さまざまな形状とサイズ、および材料で構成されています。これらの形状の例は、オープン型鍛造に使用されるフラットおよびV字型、およびクローズド型鍛造に使用される単一または複数のインプレッション型です。ダイの設計には、考慮しなければならない多くの側面があります。それらはすべて適切に位置合わせし、金属とフラッシュが適切に流れてすべての溝を満たすように設計する必要があり、ウェブとリブおよびパーティングラインの位置をサポートするために特別な考慮が必要です。材料も慎重に選択する必要があります。材料の選択に影響を与えるいくつかの要因は、コスト、硬化能力、高圧に耐える能力、高温摩耗、熱亀裂などです。ツールに使用される最も一般的な材料は、炭素鋼であり、場合によってはニッケルベースの合金です。

ワーク素材

ドロップ鍛造で最も一般的に使用される材料は、アルミニウム、銅、ニッケル、軟鋼、ステンレス鋼、マグネシウムです。軟鋼が最良の選択であり、マグネシウムは一般に、ドロップ鍛造材としての性能が不十分です。

ギャラリー

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写真撮影

  • フォージファイア
  • ブレーキドラム石炭炉
  • フィンランドの典型的な鍛冶屋
  • 使用中のロコモアンビル

アートで

  • 鍛冶屋の周りの男性のコルネリス・ゲリッツ・デッカーの学校からの17世紀の絵画
  • アーティストのウィリアム・ブレイクは、鍛冶屋を彼自身の広範な神話のモチーフとして使用しました。ここで、ブレイクの詩のいくつかの主人公であるロスは、彼の鍛冶屋で、ブレイクの詩エルサレムの実例で、幽霊のフィギュアによって苦しめられています。この画像は、1821年とイェールブリティッシュアートセンターのコレクションに印刷されたその作品のコピーE.
  • 現在フリックコレクションで開催されているフランシスコゴヤのフォージ
  • 鍛冶屋宗近(10世紀の終わり)、キツネの精霊(左、小さなキツネに囲まれた)の助けを借りて、刃物の金Ko丸(「小さなキツネ」)を鍛造。緒方月光による木版画。