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手工锻造铁钉——拉拔、剪切与镦头
在拉丝机和剪钉工厂出现之前,每颗钉子都要靠手工逐个锻造。一名熟练的钉匠每天可以制作200至300颗钉子,而需求量却以百万计。仅罗马军队修建一座要塞,据估计就要消耗7吨铁钉。中世纪的大教堂、维京长船和殖民地农舍,都依赖手工锻造的钉子。
这一工艺看似简单:将铁棒加热,拉拔成锥形,切割至所需长度,把切断的一端插入镦头模板,再锤击露出的一端使其形成钉头。对于经验丰富的钉匠来说,每颗钉子大约需要30秒,这使其成为最快速、最重复的锻造作业之一。
手工锻造的钉子具有独特的方形截面(源自方形棒材),以及由最后几次镦击形成的不规则玫瑰形钉头。这正是人类历史上产量最大的铁制品的雏形。
初学者
1-2小时(制作一批20至30颗钉子)
说明
1
1
准备钉棒
准备钉棒
从一根约8-10毫米见方、30厘米长的锻铁棒开始。根据所需钉子的长度,这一根铁棒可制作4-6枚钉子。铁棒应笔直且无裂纹。如果从条状原料开始,则在锻造温度下锤打较粗的条材,每次锤击之间旋转90度,将其锻打成方形棒。
此步骤所需材料:
木炭2 公斤2
2
将尖端加热至锻造温度
将尖端加热至锻造温度
将杆件最后 8-10 cm 放入锻造炉火中。加热至亮橙色,约 950 °C。只加热正在加工的一端,杆件其余部分保持足够低温,可以徒手握持(较短的工件则用钳子夹持)。这比加热整根杆件更快,并且可以连续加工。
所需工具:
炉膛(锻火)3
3
拉出锥头
拉出锥头
取下杆件,将加热端放在铁砧面上。锤打尖端,使其在约4-5厘米范围内锻成四面锥形,这将成为钉尖。在一个面上敲击,旋转90度,再次敲击,然后旋转并重复。初学者需要四到六次加热,有经验的打钉工一两次即可完成。钉尖应均匀收窄为直径约1毫米的钝尖。
所需工具:
锻打锤
锻造钳4
4
在钉长处几乎切穿
在钉长处几乎切穿
从钉尖量出所需的钉长(通常通用钉为5-8厘米)。将钢条放在铁砧上,切割点位于远端边缘。用锤子沿边缘猛击钢条,在四个面上都形成一个深缺口——切入约四分之三。不要完全切断。此颈部即为镦头后将钉子折断分离的位置。
5
5
插入到顶模中
插入到顶模中
顶模(或称钉头模)是一块厚铁板,上面有一个略大于钉杆的方孔。将铁板放在铁砧的普利切尔孔(或任何重型砧块的孔)上方。将钉子尖端朝下穿过孔洞,直到钉子上的凹槽搁在表面上。钉杆约有5–8毫米突出于铁板上方——这部分材料将形成钉头。
6
6
锻造钉头
锻造钉头
用锤子快速敲击突出的短柱3-5下。第一锤将短柱压平在板材上。随后的敲击将其向外展开成近似圆形的钉头(玫瑰头)。不要过度锤击——钉头应约为钉杆宽度的1.5倍。此时钉子已通过自身的钉头固定在板材中。
7
7
截断并淬火
截断并淬火
用锤子侧向轻敲铁杆,使钉子在刻痕处断开并自由脱落。钉子会穿过钉头模板落下。用钳子夹起,放入一桶水中冷却。淬火并不会使熟铁变硬(只有钢通过淬火才会硬化)——它的作用只是加快冷却,让你能更快地处理钉子。随后立即将铁杆放回火中,开始制作下一颗钉子。
此步骤所需材料:
水2 l8
8
为这一批重复操作
为这一批重复操作
继续循环:收尖、刻口、打头、折断。随着钉杆变短,改用钳子夹持。一根30厘米的钉杆大约可以做出5枚6厘米长的钉子。熟练之后,从第一锤敲击到最后折断,每枚钉子需要30至45秒。加热—锤打—切断—打头这一节奏,就是前工业时代钉子作坊的心跳。
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