trabalho de revisão bibliográfica sobre forjamento realizado para a disciplina de tecnologia mecânica 3

1. Integrantes:
Allyson Sá
Ana Carolina
Arthur Albuquerque
Carlos Miguel
Guilherme Saraiva
Rafael Silva

2. • SUMÁRIO
Introdução;
Objetivo Geral e Especifico;
Justificativa;
Desenvolvimento
Conclusão
Referencias Bibliográficas;

3. • INTRODUÇÃO;
 O forjamento é um processo de conformação mecânica que consiste na deformação do
material através da martelamento ou prensagem. Podendo ser utilizado em materiais
acabados ou semiacabados de alta resistência. O processo pode ser realizado a quente,
a morno e a frio, dependendo do processo a ser realizado.

4. • OBJETIVO GERAL E ESPECIFICO
• Objetivo Geral: Demonstrar por meio
de pesquisa bibliográfica estudo para
definir forjamento e suas devidas
características e componentes. Assim,
o objetivo é identificar a relação entre
processo forjamento com o Curso
Técnico em Mecânica e como se dá
sua produção em larga escala.
• Objetivos específicos:
• Apresentar a definição de
forjamento por meio de pesquisa já
elaborada (bibliográfica).
• Demonstrar os três tipos de
forjamento e descrevê-los.
• Além dos tipos de forjamento,
serão descritos os dois tipos de
matrizes e seus equipamentos.

5. • Frente à pesquisa aqui elaborada, o presente artigo descreve
de forma concisa a definição de forjamento, bem como seus
tipos em relação à temperatura e matriz; de forma a dar noções
básicas ao leitor sobre o assunto.
• JUSTIFICATIVA

6. • De acordo com Barrios, Pivetta e Yoshikawa (2011) o processo de forjamento
consiste na deformação plástica de um metal, com o auxílio de ferramentas agindo
por impacto ou por pressão, de maneira a obter uma peça de formato
determinado. Conhecida desde 1500 a. C. A maioria das operações de forjamento
são realizadas à quente mas existem algumas operações que são realizadas o
forjamento à frio, mas é utilizada apenas em materiais menores, como parafusos,
porcas, pinos, etc.
• DESENVOLVIMENTO

7. • Figura 1: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011.
O forjamento está
associado a uma variação na
macroestrutura do material
metálico. A figura ao lado ilustra o
fibramento de um metal de um
flange produzido por usinagem (a) e
forjamento (b) que é muito mais
favorável, pois promove maior
resistência à flexão no caso de o
flange ter de suportar alta pressão.

8. • Os equipamentos comumente empregados para o forjamento de peças pertencem a
duas classes principais (CIMM, 2019):
• Martelos de forja: que deformam o metal através de rápidos golpes de impacto na
superfície do mesmo;
• Prensas: que deformam o metal submetendo-o a uma compressão contínua com
velocidade relativamente baixa.

9. • Aplicação com golpes rápidos e sucessivos;
• Ocorre a pressão máxima no contato entre o martelo e o metal;
• Pode ser utilizado em materiais acabados ou semiacabados de alta resistência.
Figura 1
Figura 2 :http://mmborges.com/processos/Conformacao/cont_html/Forjamento.htm
• Por Martelamento

10. Figura 2
• O metal fica sujeito a compressão em baixa velocidade;
• A pressão máxima ocorre pouco antes da retirada da carga;
• A força é aplicada gradativamente, possibilitando uma deformação mais precisa comparado com
o martelamento.
Figura 3: https://professormarciogomes.files.wordpress.com/2008/09/aulas-6-e-7-forjamento.pdf
• Por Prensagem

11. • Segundo CIMM (2019), de um modo geral, todos os materiais conformados
podem ser forjados. Os mais utilizados para a produção de peças forjadas são os
aços (comuns e ligados, aços estruturais, aços para cementação e para
beneficiamento, aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos, aços ferramenta), ligas
de alumínio, de cobre (especialmente os latões), de magnésio, de níquel (inclusive
as chamadas superligas (empregadas principalmente na indústria aeroespacial) e
de tirânio.

12. • TEMPERATURA DE FORJAMENTO
• Existem basicamente três tipos
de forjamento, todos
dependentes de suas
temperaturas de trabalho,
variando consideravelmente sua
conformabilidade e grau de
deformação (Santaella, 2009).
Figura - Conformabilidade em função da
temperatura de trabalho
Figura 4: Santaella, 2009.

13. • FORJAMENTO A QUENTE
• O forjamento a quente é o processo mais empregado e comum por sua possibilidade de forjar
peças mais complexas e com alto grau de deformação .

14. • Desvantagens:
• Necessidade de equipamentos especiais (fornos, manipuladores etc.) e gasto de energia para
aquecimento das peças;
• Reações do metal com a atmosfera do forno, levando a perdas de material por oxidação e outros
problemas relacionados;
• Formação de óxidos;
• Desgaste das ferramentas é maior e a lubrificação é difícil;
• Necessidade de grandes tolerâncias dimensionais por causa de expansão e contração térmica.
• Vantagens:
• Tem como vantagens: menor energia requerida para deformar o metal, aumento da capacidade do
material para escoar sem se romper, eliminação de bolhas e poros entre outros.

15. • FORJAMENTO A MORNO
• No forjamento a morno a temperatura se encontra próxima da temperatura
de recristalização, oferecendo energia suficiente para o deslizamento de
grãos e diminuindo a taxa de encruamento e a energia necessária para
forjar quando comparado ao processo a frio (SANATELLA, 2009).
• Contudo tal aumento de energia não é o suficiente para a nucleação de
novos grãos, o que pode levar à propagação de trincas, um fenômeno
conhecido como fragilização a morno (SANATELLA, 2009).

16. • FORJAMENTO A FRIO
No forjamento a frio as cargas são mais elevadas exigindo um equipamento mais
robusto e potente. As deformações são pequenas e limitadas em função do alto
encruamento que o material sofre (SANTAELLA, 2009).
• VANTAGENS:
• Menor quantidade de matéria-prima requerida (a peça pode ser obtida em sua forma final sem
nenhuma perda de material;
• Alta produtividade;
• Possibilita a substituição de um material de custo maior (alta liga) forjado a quente, por outro custo
menor (aço carbono) forjado a frio, obtendo-se assim peças forjadas com propriedades mecânicas
equivalentes.

17. Desvantagens:
• Necessita de prensas de maior capacidade;
• Pressões elevadas nas ferramentas, necessitando assim de materiais
especiais e geralmente de alto custo;
• Necessidade de recozimentos intermediários para obterem-se grandes
deformações;
• Viável economicamente apenas para lotes grandes de peças.

18. • MATRIZES PARA FORJAMENTO
De acordo com Barrios, Pivetta e Yoshikawa (2011), existem
basicamente dois tipos de forjamento, em matriz aberta ou plana e em
matriz fechada ou estampos.

19. O FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA É UTILIZADO QUANDO O PROCESSO É MUITO GRANDE
PARA UMA MATRIZ FECHADA, O PROCESSO DE MATRIZ ABERTA É LIMITADO PELA CAPACIDADE DOS
EQUIPAMENTOS DE AQUECIMENTO, FORJAMENTO E MANUSEIO. A MAIORIA DOS MATERIAIS FORJADOS
EM MATRIZ ABERTA PESAM ENTRE E 15 E 500 KGF.
Figura 5: http://4.bp.blogspot.com/-ZdyMjPpaNFQ/VQvnhSrlLyI/AAAAAAAAB9Q/athdTiUtKjE/s1600/1.jpg
• FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA

20. A maioria dos forjados em matriz aberta tem
os seguintes formatos: seções redondas,
quadradas, retangulares, hexagonais e
octogonais, forjadas a partir de um tarugo.
Figura 6 - Principais operações de
forjamento em matriz aberta.
Fonte: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011.
Figura 6: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

21. Forjamento em marteletes são usados para peças de tamanho pequeno e caracterizam-se pelo
peso das massas que dão o golpe sobre a peça que está sendo forjada. Os marteletes são postos
em movimento por um comando elétrico (BARRIOS, PIVETTA E YOSHIKAWA, 2011).
Figura 7:https://www.youtube.com/watch?v=N2zZQDmKFwc
• FORJAMENTO EM MARTELETE

22. Quando acionado, é posto em movimento um
virabrequim. Este movimenta a biela (1), que está
articulada à mola (2), capaz de girar no ponto de
apoio (3). A outra extremidade da mola está ligada
à massa (4), que pode deslizar através de guias.
Ao girar o virabrequim, ocorre a elevação e descida
da massa, e o estampo (5) dá impactos sobre a
peça que se encontra sobre a bigorna .
• Martelete a molas
Figura 8: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

23. É constituído de dois cilindros: o de trabalho (1), e o de compressão (2). No
cilindro de trabalho, a massa é um êmbolo (3) com o estampo 4 preso a ele.
O êmbolo do cilindro de compressão (5), posto em movimento pelo
mecanismo de virabrequim e biela (6), comprime o ar que é bombeado
alternadamente para os orifícios superior e inferior do cilindro de trabalho,
provocando, assim, o movimento de êmbolo e a consequente martelagem. A
admissão e o escapamento de ar no cilindro de trabalho efetuam-se por
meio das válvulas (8), que são comandadas por alavancas ou pedais.
• MARTELETE PNEUMATICO DE DUPLA AÇÃO
Figura 9: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

24. De ação simples ou dupla. Na parte superior da armação
(1) está preso o cilindro de trabalho (2), pelo qual corre o
êmbolo com o braço (3). O extremo inferior do braço está
ligado à massa (4), com a matriz intercambiável (5), que
martela o metal que se acha sobre a matriz inferior (6). Ela
está colocada sobre a bigorna (7), que é uma peça moldada
maciça. Por meio da alavanca (8), é manejado o
mecanismo de distribuição, que pode também ser
manobrado automaticamente
• MARTELO PILÃO A VAPOR
Figura 10: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011.

25. São empregadas para forjamentos pesados
em lingotes com peso entre 1 e 250 t.
As prensas hidráulicas usadas para
forjamento em matriz aberta podem produzir
uma pressão entre 500 e 15 mil t, e as
usadas para matriz fechada, até 20 mil t.
• PRENSA HIDRÁULICA
Figura 11:https://docplayer.com.br/69407597-Prensas-usadas-nos-processos-de-forjamento-uma-revisao.html

26. • VIDEO PRENSA HIDRÁULICA

27. • FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA E FECHADA
Forjamento em matrizes fechadas do metal que está sendo
deformado é restringido pela matriz. As matrizes, tanto a superior
como a inferior, possuem cavidades que, quando unidas, têm o
formato da peça. Esse tipo de forjamento é economicamente
empregado para produção de peças em grande quantidade, com
peso de até 350 kgf.

28. • As matrizes são feitas em geral em aços-liga e têm um custo relativamente
elevado, por causa do trabalho na usinagem das cavidades. A peça obtida com
essa técnica exige pouco trabalho de usinagem para obtenção do produto
acabado.
Figura 12: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

29. Os roletes de aço (1) são postos em movimento no sentido
indicado pelo comando elétrico para elevar a prancha de madeira
(2) e a massa a eles presa até uma posição superior, onde é
travada pelo freio (3), ao mesmo tempo que os roletes deixam
livre a prancha. Ao apertar o pedal (4), o freio solta a prancha e
propicia o impacto. O peso da peça que impacta alcança 3 t, e a
altura de elevação é geralmente de até 2 m.
• MARTELETE DE FRICÇÃO COM PRANCHA
Figura 13: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

30. É um tipo de prensa mais utilizada para o forjamento em matriz fechada. O
motor elétrico (1) transmite o movimento à polia (2), montada no eixo (3),
a cuja extremidade está presa a engrenagem (4), que faz girar a
engrenagem maior (5). Essa engrenagem pode girar livremente na árvore
de manivelas (6), sempre que a embreagem de comando pneumático (7)
estiver desacoplada. Quando está atuando, a engrenagem transmite
movimento à árvore de manivelas que, através da biela (8), faz com que a
massa (9) se movimente para cima e para baixo. Para parar a prensa,
desacopla-se a embreagem e aciona-se o freio (10);
• BIELA - MANIVELADA
Figura 13: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011.

31. Muito utilizada para fabricação em grande escala de pequenas
peças. Bancada (1), onde, na parte superior, é montado o eixo (2),
com as rodas de fricção (3 e 4) feitas de ferro fundido. Com a
alavanca (5), pode-se deslocar o eixo, de modo que as rodas possam
tocar alternadamente o volante (6) coberto com couro. Quando a
roda giratória é acoplada, o volante gira em um sentido e faz com
que o parafuso (7) desça ou suba através da porca (8), levando
consigo a matriz acoplada (9). Essas prensas têm capacidade entre
80 e 400 t.
• PRENSA DE FRICÇÃO
Figura 14: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

32. • CÁLCULO DE DIMENSÕES
No forjamento em matriz fechada é necessário o cálculo das dimensões do
produto inicial que dá origem à peça forjada. Esse calculo é feito da seguinte
maneira:
Fonte: Barrios, Pivetta e Yoshikawa, 2011

33. • TRATAMENTO TÉRMICO
TEMPERATURA E VELOCIDADE DE FORJAMENTO
O metal para ser forjado precisa ser aquecido a uma temperatura tal que lhe confira
elevada plasticidade, tanto no início como no final do processo de fabricação. O aço é
aquecido de 1100 a 1280°C, ou seja, a um nível de 180 a 200°C abaixo da temperatura de
fusão.

34. Faixas de temperatura e conformação a quente dos materiais mais comuns
Fonte: Paiva, 2009.

35. • DEFEITOS NO PROCESSO DE FORJAMENTO
• Falta de redução
• Trincas superficiais
• Trincas nas rebarbas
• Trincas internas
• Gostas frias
• Incrustações de óxidos
• Descarbonetação
• Queima

36. • CONCLUSÃO
• O processo anteriormente artesanal que evoluiu ao longo dos anos e passou a ser
realizado por equipamentos, martelo e prensa.
• Com o forjamento é possível, através de deformação, chegar ao formato desejado
da peça. Este formato se dá com a utilização de uma matriz, que pode ser aberta ou
fechada. Sua utilização varia de acordo com as necessidades de fabricação. A matriz
aberta é indicada para quando o forjamento é muito grande para ser realizado no
forjamento fechado e/ou a quantidade é muito pequena. Já a matriz fechada
matrizes, tanto a superior como a inferior, possuem cavidades que, quando unidas,
têm o formato da peça.
• Assim como em qualquer processo de fabricação podem ocorrer defeitos nas
peças, sendo necessário se atentar quanto a matéria-prima ou o processo de
fabricação.

37. • REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
• Tipos de forjamento e ferramentas. Disponível em: <https://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6489-tipos-
de-forjamento-e-ferramentas#04> Acesso em 08 out. 2019.
• CIMM. O que é forjamento? Disponível em:< https://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/435-forjamento>
Acesso em: 08 ago. 2019.
• GOMES, Marcio. Forjamento. Disponível em: <https://professormarciogomes.files.wordpress.com/2008/09/aulas-6-e-7-
forjamento.pdf>. Acesso em: 11 out. 2019.
• PAIVA, Marcelo Carlosso. Forjamento. Disponível em: <https://burocracismo.wordpress.com/2009/08/28/forjamento/>.
Acesso em 11 out. 2019.
• SANA, Gabriel. Conformação mecânica – Forjamento. Disponível em:
<https://pt.slideshare.net/gabrielsana/conformao-mecnica-forjamento> Acesso em: 08 out. 2019.
• SANTAELLA, Mauricio Lopez. Fatores de influência no desgaste na matriz de forjamento a quente de bielas
automotivas. Disponível
em:<http://repositorio.unicamp.br/bitstream/REPOSIP/264406/1/Santaella_MauricioLopez_M.pdf. Acesso em: 08 out.
2019.
• TELECURSO PROFISSIONALIZANTE. Forjamento. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=DiPxuQK4qF4>.
Acesso em: 11 out. 2019.