Kucie przy użyciu nacisku lub energii uderzenia narzędzi, jest zabiegiem opierającym się na odkształcaniu metalu, wykorzystującym jego własności plastyczne.
Gdy narzędzie napiera tylko na część powierzchni metalu, pozostawiając pozostałą nieograniczoną swoim kształtem, umożliwiając formowanemu metalowi rozchodzenie się w dowolnych kierunkach, to takie kucie nazywane jest swobodnym. Z kolei, gdy kształt narzędzia jest przeszkodą w swobodnym płynięciu metalu, który przyjmuje kształt narzędzia, wówczas kucie takie określa się matrycowym. Wyroby będące rezultatem zabiegu formowania metodą kucia nazwane są odkuwkami. Nagrzewanie metalu wykonuje się w piecach grzewczych lub ogniskach kowalskich. W trakcie kucia obowiązują reguły takie jak;
stałej objętości, zgodnie z którą objętość metalu odkształcanego kuciem pozostaje niezmienna,
najmniejszego oporu płynięcia, mówiąca o tym iż w wyniku plastycznego odkształcania kuciem metal płynie w kierunku najmniejszego oporu, tj. w tym, w którym siły tarcia metalu o kowadło są najmniejsze,
podobieństwa Kicka, stwierdzająca że praca potrzebna do jednakowego odkształcenia ciał geometrycznie podobnych, o takich samych własnościach i w jednakowych warunkach jest proporcjonalna do ich objętości.
Surowcem zazwyczaj używanym do kształtowania kuciem jest stal, zawłaszcza jej gatunki o małej zawartości węgla pospolicie, ale mylnie nazywane żelazem. Stal podobnie jak żelazo jest wyjątkowym metalem o plastyczności wzrastającej w miarę nagrzewania. Jednakże opory kucia stali wzrastają zależnie od zawartości węgla.
Kucie na zimno
Metale szlachetne i miedź łatwo ulegają kuciu na zimno. Cechę tą wykorzystywali dawni złotnicy do wyrobu przedmiotów artystycznych takich jak puchary, misy, kubki itp. Proces ten polega na licznych uderzeniach młotkiem, nadających metalowi zakładany kształt.
Kucie powoduje utratę plastyczności, umacnianie się i zwiększenie kruchości metalu, wymuszając przed jego kontynuowaniem przeprowadzenie zabiegu wyżarzania. Możemy, zatem stwierdzić, że kucie na zimno składa się z dwóch na przemian wykonywanych czynnościach tj. odkształcania i wyżarzania (rekrystalizacji).
Kucie na zimno obecnie stosowane jest głównie w jubilerstwie do wyrobu przedmiotów artystycznych.
Kucie na gorąco
Kucie na gorąco wykorzystywane jest w obróbce niskowęglowej stali do produkcji narządzi, a także do wyrobu kutych przedmiotów artystycznych 21-1.
Każdy gatunek stali ma inny zakres temperatury kucia. W kowalstwie artystycznym wykorzystuje się stale o zawartości węgla od 0,1 % do 0,15 %, gdzie temperatura kucia mieści się w przedziale od 870 do 1130oC. Przydatną zdolnością jest ocena temperatury „na oko” w oparciu o barwę nagrzanego metalu. Umożliwia ona, co prawda tylko określenie orientacyjnych wartości, ale daje sposobność uniknięcia krytycznych pomyłek w procesie nagrzewania metalu. Tabela poniżej przedstawia temperatury i barwy stali przy słabym świetle dziennym.
Tabela. Barwy żarzenia stali zależnie od temperatury.
Do uzyskania odpowiedniej temperatury metalu wykorzystywać można różne sposoby, najprostszym i najstarszym jest palenisko kowalskie.
Rysunek. Palenisko kowalskie (po lewej schemat paleniska).
Rozpalanie paleniska rozpoczynana się od oczyszczenia górnego gniazda z żużlu i popiołu oraz przedmuchania dyszy, a także nasypania niedużej warstwy węgla lub koksu, tak by otwory dyszy pozostały niezakryte. Następnie nakładane i rozpalane są wióry drewniane, bądź szmaty nasycone naftą. Dalej dosypuje się druga warstwę węgla, włączając równocześnie niewielki dmuch, zwiększany w miarę rozżarzania węgla. Spiekanie węgla powoduje powstanie twardej skorupy, wewnątrz której wzrasta temperatura. Półwyrób wbijany jest w żarzący się węgiel i zasypywany nową dawką paliwa. Sklepienie spieczonego węgla utrzymywane jest w stanie nienaruszonym przez podgrzewanie. Co pewien czas dosypuje się nowe porcje paliwa, zaczynając od skraju w kierunku środka paleniska, nazywanego kotliną oraz polewa się je niewielkimi ilościami wody. Gdy wolna przestrzeń pod skorupą robi się zbyt wielka, należy ją skruszyć i uformować nową, dosypując węgla. Ogrzewany półwyrób umieszczamy jak najdalej od wylotu dyszy, tak by pozostawała między nimi warstwa gorącego węgla. Sporadycznie obracamy nim, nastawiając przy tym siłę dmuchu tak by płomień był lekko kopcący, tj. neutralny chemicznie, możliwie beztlenowy.
Siny dmuch dostarcza za duże ilości powietrza, zbyt mocno podnosząc temperaturę płomienia, przegrzewając miejscowo metal oraz nadtapiając jego krawędzie. Nadmiar tlenu z powietrza łączy się z metalem tworząc zgorzelinę21-2, która prowadzi do ubytku materiału (zgar) oraz spadku jakości półproduktu i komplikuje końcową obróbkę skrawaniem.
Nagrzewanie metalu do pożądanej temperatury musi być przeprowadzane w jak najkrótszym czasie. Tak by wysoka temperatura paleniska nie spowodowała przegrzania21-3, czy wręcz przepalenia21-4 materiału powodując w efekcie jego pękanie i rozsypanie na wskutek uderzeń.
21-1Technika swobodnego ręcznego kucia wykorzystuje metale i stopy wyróżniające się dużą plastycznością.
