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Forjamento

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dougyanci
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INTRODUÇÃO

      Forjamento é o processo de conformação mecânica, ou seja, mediante
aplicação de esforços mecanicos altera-se plasticamente a forma dos materiais.
      O forjamento é o antecessor de todos os processos de transformação por
deformação plástica. As tribos hindus desde 1500 antes de cristo, trabalhavam
o ouro, a prata e o ferro.
      A arte do forjamento foi utilizada até a idade média para a fabricação de
armas e armaduras.
      De todos os processos de fabricação, a conformação mecânica tem um
fundamental papel porque produz peças com excelentes propriedades
mecânicas com a mínima perda do material, oferecendo assim um menor custo
de fabricação. Parte-se de uma geometria relativamente simples, que após
prévio aquecimento ou não, e uma ou mais operações, podemos gerar uma ou
mais peças com a mais complexa geometria.


                            CARACTERISTICAS

       O processo de forjamento pode ser classificado quanto a temperatura de
trabalho, ou seja, o material a ser conformado é ou não previamente aquecido
a uma determinada temperatura e quanto ao método de aplicação da carga.

      Quanto a temperatura.

Conformação após aquecimento:
       o Permite grandes deformações
       o Menor valores de esforços
       o Boa precisão dimensional

Conformação sem aquecimento:
       o Deformações limitadas
       o Necessita maiores esforços mecânicos
       o Ótima precisão



      Quanto ao método de aplicação da carga.
   O forjamento pode ser dividido em dois principais métodos: por impacto e
   por pressão.
Forjamento por impacto – método preferido para forjamento individual,
isto é, o “ shapeamento” do metal ou outro material é feito através da
aplicação de uma pressão instantânea em uma área relativamente pequena.
O martelo pode ser acionado por ar comprimido ou hidraulicamente. Este
tipo de forjamento pode produzir uma grande variedade de “shapes” e
tamanhos e, se reduzidas pode criar um alto grau de refinamento dos grão
não mesmo tempo. A desvantagem do processo é a necessidade de
usinagem após o processo .

Forjamento por pressão – Nesse tipo de processo uma pressão continua e
devagar é aplicada na área a ser forjada . Esta operação pode ser realizada a
quente ou a frio. A operação a frio é utilizada em materiais recozidos, e o
processo a quente é feito em peças para maquinaria pesada.
   O forjamento por pressão é mais econômico do que o forjamento por
impacto, e grandes tolerâncias dimensionais são obtidas.

   Estes tipos de operação podem ser divididos em: forjamento em matriz
aberta e forjamento em matriz fechada. O primeiro caso pode ser utilizado
em grandes forjamentos, onde pode ser necessário sucessivas aplicações de
força em diferentes partes da peça. O forjamento em matriz fechada
proporciona as melhores condições de obtenção de peças totalmente isentas
de qualquer alteração interna ou externa, devido a não destruição da
estrutura do material e dado a pouca alteração do estado físico da matéria
prima original durante a conformação. Pode se produzir pecas mais
complexas pelo forjamento em matriz fechada do que pelo outro método.
CONSIDERAÇÕES


      Devido à complexidade do processo, devemos levar em consideração
alguns cuidados relativos à mecânica dos sólidos, bem como cuidados de
natureza metalúrgicas.

     Tensão de deformação do aço, à alta temperatura, em solicitações
     simples:



     A tensão sob a qual o aço se deixa deformar depende não somente de
  sua composição, de sua temperatura, da velocidade de deformação e de
  deformação existente no instante considerado. É unicamente por uma
  aproximação muito grosseira que se pode ter uma idéia, para um dado tipo
  de aço, da tensão de deformação correspondente para cada temperatura e
  velocidade de deformação. Entretanto tais valores da tensão de deformação
  podem ser utilizados na prática, pois o que se procura na realidade é a
  ordem de grandeza das forças necessárias para a deformação plástica do
  aço quente.
Fig 1(pág 428)


  Essas curvas representam os resultados obtidos durante ensaios de
compressão, executados em condições tais que a deformação permaneça
homogênea.


   Influencia do atrito:

No forjamento, como em mecânica, o atrito intervem e muito. Tudo o que
acabamos de dizer refere-se a tensão de deformação e deformação
homogênea. Na prática essas condições ideais nunca se realizam porque o
atrito intervem, representando um papel muito importante em forjamento
como em todos os processos de trabalho mecânico. Esforços tangenciais,
devido ao atrito, aparecem ao contato da ferramenta, agindo sobre a peça
em processo de forjamento. Resulta simultaneamente uma perturbação do
campo das tensões e das deformações e uma elevação aparente da
resistência à deformação.


   Função do forjamento. Influencia do esquema de forjamento sobre a
   qualidade das peças forjadas


A função primaria do forjamento é a de tornar a massa mais compacta,
soldando as pequenas trincas internas, o que será muito fácil se estes
defeitos forem submetidos a razoáveis esforços de compressão, desde que
as faces opostas das trincas sejam apropriadas. O forjamento, porem, não
poderá fazer desaparecer as heterogeneidades químicas nem as inclusões
não metálicas. O forjamento pode somente orienta-las no sentido do
alongamento que sofre o lingote, e, se este alongamento é grande, se obterá
o que se chama de fibragem. Este alinhamento ao longo de zonas,
alternadamente puras e impuras, se traduz, no que se refere às
características mecânicas do produtos, no sentido transversal, as
características de alongamento, de estricção e de resiliencia serão
nitidamente piores do que no sentido longitudinal.
    O forjador sempre deve ter em mente colocar as fibras resultantes da
segregação do lingote, de modo mais favorável para que elas estejam no
sentido dos esforços mais importantes que devam sofrer as peças.
Fig 2 (pág 450)


                              EQUIPAMENTOS
     O tipo de maquina a ser utilizado depende da forma, tamanho, material
e numero de peças a serem produzidas. Os equipamentos para forjamento
podem ser divididos em dois grupos: os martelos de forjame to e as prensas

      Martelo de forjamento – Neste tipo de equipamento a força é aplicada
      por impacto gerado por grandes cilindros atuadores (rams), podendo ser
      impulsionado por vapor ou ar comprimido
Prensas - As prensas de forjamento são equipamentos que exercem
     uma força constante, pressionando o material para dentro das cavidades
     da matriz. Estas maquinas podem ser posicionadas verticalmente ou
     horizontalmente, e podem ser impulsionadas por cilindros hidráulicos
     ou sistemas mecânicos.


                  Fig (precisa achar)




                       TRATAMENTO TÉRMICO


      Dependendo da aplicação de uma peça forjada, suas propriedades
mecânicas podem ser melhoradas por um tratamento térmico, anterior ou
posterior à operação de forjamento.


     Pré-aquecimento: É feito para prevenir fratura ou distorção do
     material. Isto é feito colocando-se o material em uma serie de fornos
     que irão aumentando gradativamente a temperatura desse material

     Recozimento: Este processo deve anteceder o forjamento para que o
     material se torne menos quebradiço, ou mais maleável e dúctil , e
     também reduzir as tensões internas. Este tratamento é feito aquecendo-
     se o aço acima da zona critica e deixa-lo resfriar lentamente.

     Normalização: É feito para melhorar a estrutura cristalina do aço,
     obtendo assim melhores propriedades mecânicas. É feito aquecendo-se
     o material acima da zona critica e deixando-o resfriar ao ar. Isto permite
     um refinamento no tamanho do grão.

      Endurecimento: Pode ser realizado após o processo de forjamento,
     por um tratamento de tempera, aquecendo-se o material vagarosamente
     até a zona critica, para que haja uma transformação uniforme na
     estrutura do aço, e então e resfriando-o rapidamente em um tanque com
     água ou óleo.

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GABARITO CRUZADINHA PATRIM E FONTES.docx
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Forjamento

  • 1. INTRODUÇÃO Forjamento é o processo de conformação mecânica, ou seja, mediante aplicação de esforços mecanicos altera-se plasticamente a forma dos materiais. O forjamento é o antecessor de todos os processos de transformação por deformação plástica. As tribos hindus desde 1500 antes de cristo, trabalhavam o ouro, a prata e o ferro. A arte do forjamento foi utilizada até a idade média para a fabricação de armas e armaduras. De todos os processos de fabricação, a conformação mecânica tem um fundamental papel porque produz peças com excelentes propriedades mecânicas com a mínima perda do material, oferecendo assim um menor custo de fabricação. Parte-se de uma geometria relativamente simples, que após prévio aquecimento ou não, e uma ou mais operações, podemos gerar uma ou mais peças com a mais complexa geometria. CARACTERISTICAS O processo de forjamento pode ser classificado quanto a temperatura de trabalho, ou seja, o material a ser conformado é ou não previamente aquecido a uma determinada temperatura e quanto ao método de aplicação da carga. Quanto a temperatura. Conformação após aquecimento: o Permite grandes deformações o Menor valores de esforços o Boa precisão dimensional Conformação sem aquecimento: o Deformações limitadas o Necessita maiores esforços mecânicos o Ótima precisão Quanto ao método de aplicação da carga. O forjamento pode ser dividido em dois principais métodos: por impacto e por pressão.
  • 2. Forjamento por impacto – método preferido para forjamento individual, isto é, o “ shapeamento” do metal ou outro material é feito através da aplicação de uma pressão instantânea em uma área relativamente pequena. O martelo pode ser acionado por ar comprimido ou hidraulicamente. Este tipo de forjamento pode produzir uma grande variedade de “shapes” e tamanhos e, se reduzidas pode criar um alto grau de refinamento dos grão não mesmo tempo. A desvantagem do processo é a necessidade de usinagem após o processo . Forjamento por pressão – Nesse tipo de processo uma pressão continua e devagar é aplicada na área a ser forjada . Esta operação pode ser realizada a quente ou a frio. A operação a frio é utilizada em materiais recozidos, e o processo a quente é feito em peças para maquinaria pesada. O forjamento por pressão é mais econômico do que o forjamento por impacto, e grandes tolerâncias dimensionais são obtidas. Estes tipos de operação podem ser divididos em: forjamento em matriz aberta e forjamento em matriz fechada. O primeiro caso pode ser utilizado em grandes forjamentos, onde pode ser necessário sucessivas aplicações de força em diferentes partes da peça. O forjamento em matriz fechada proporciona as melhores condições de obtenção de peças totalmente isentas de qualquer alteração interna ou externa, devido a não destruição da estrutura do material e dado a pouca alteração do estado físico da matéria prima original durante a conformação. Pode se produzir pecas mais complexas pelo forjamento em matriz fechada do que pelo outro método.
  • 3. CONSIDERAÇÕES Devido à complexidade do processo, devemos levar em consideração alguns cuidados relativos à mecânica dos sólidos, bem como cuidados de natureza metalúrgicas. Tensão de deformação do aço, à alta temperatura, em solicitações simples: A tensão sob a qual o aço se deixa deformar depende não somente de sua composição, de sua temperatura, da velocidade de deformação e de deformação existente no instante considerado. É unicamente por uma aproximação muito grosseira que se pode ter uma idéia, para um dado tipo de aço, da tensão de deformação correspondente para cada temperatura e velocidade de deformação. Entretanto tais valores da tensão de deformação podem ser utilizados na prática, pois o que se procura na realidade é a ordem de grandeza das forças necessárias para a deformação plástica do aço quente.
  • 4. Fig 1(pág 428) Essas curvas representam os resultados obtidos durante ensaios de compressão, executados em condições tais que a deformação permaneça homogênea. Influencia do atrito: No forjamento, como em mecânica, o atrito intervem e muito. Tudo o que acabamos de dizer refere-se a tensão de deformação e deformação homogênea. Na prática essas condições ideais nunca se realizam porque o atrito intervem, representando um papel muito importante em forjamento como em todos os processos de trabalho mecânico. Esforços tangenciais, devido ao atrito, aparecem ao contato da ferramenta, agindo sobre a peça em processo de forjamento. Resulta simultaneamente uma perturbação do campo das tensões e das deformações e uma elevação aparente da resistência à deformação. Função do forjamento. Influencia do esquema de forjamento sobre a qualidade das peças forjadas A função primaria do forjamento é a de tornar a massa mais compacta, soldando as pequenas trincas internas, o que será muito fácil se estes defeitos forem submetidos a razoáveis esforços de compressão, desde que as faces opostas das trincas sejam apropriadas. O forjamento, porem, não poderá fazer desaparecer as heterogeneidades químicas nem as inclusões não metálicas. O forjamento pode somente orienta-las no sentido do alongamento que sofre o lingote, e, se este alongamento é grande, se obterá o que se chama de fibragem. Este alinhamento ao longo de zonas, alternadamente puras e impuras, se traduz, no que se refere às características mecânicas do produtos, no sentido transversal, as características de alongamento, de estricção e de resiliencia serão nitidamente piores do que no sentido longitudinal. O forjador sempre deve ter em mente colocar as fibras resultantes da segregação do lingote, de modo mais favorável para que elas estejam no sentido dos esforços mais importantes que devam sofrer as peças.
  • 5. Fig 2 (pág 450) EQUIPAMENTOS O tipo de maquina a ser utilizado depende da forma, tamanho, material e numero de peças a serem produzidas. Os equipamentos para forjamento podem ser divididos em dois grupos: os martelos de forjame to e as prensas Martelo de forjamento – Neste tipo de equipamento a força é aplicada por impacto gerado por grandes cilindros atuadores (rams), podendo ser impulsionado por vapor ou ar comprimido
  • 6. Prensas - As prensas de forjamento são equipamentos que exercem uma força constante, pressionando o material para dentro das cavidades da matriz. Estas maquinas podem ser posicionadas verticalmente ou horizontalmente, e podem ser impulsionadas por cilindros hidráulicos ou sistemas mecânicos. Fig (precisa achar) TRATAMENTO TÉRMICO Dependendo da aplicação de uma peça forjada, suas propriedades mecânicas podem ser melhoradas por um tratamento térmico, anterior ou posterior à operação de forjamento. Pré-aquecimento: É feito para prevenir fratura ou distorção do material. Isto é feito colocando-se o material em uma serie de fornos que irão aumentando gradativamente a temperatura desse material Recozimento: Este processo deve anteceder o forjamento para que o material se torne menos quebradiço, ou mais maleável e dúctil , e também reduzir as tensões internas. Este tratamento é feito aquecendo- se o aço acima da zona critica e deixa-lo resfriar lentamente. Normalização: É feito para melhorar a estrutura cristalina do aço, obtendo assim melhores propriedades mecânicas. É feito aquecendo-se o material acima da zona critica e deixando-o resfriar ao ar. Isto permite um refinamento no tamanho do grão. Endurecimento: Pode ser realizado após o processo de forjamento, por um tratamento de tempera, aquecendo-se o material vagarosamente até a zona critica, para que haja uma transformação uniforme na estrutura do aço, e então e resfriando-o rapidamente em um tanque com água ou óleo.
  • 7. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO PROCESSO DE FORJAMENTO Vantagens: Controlando a deformação durante o processo de forjamento, pode-se melhorar as propriedades mecânicas da peça produzindo um alinhamento direcional, melhorando assim propriedades de tensão, ductilidade, impacto e resistencia à fadiga. As fibras podem ser alinhadas na direção em pontos onde ocorrem máximas tensões. Menor custo de fabricação, pois se tem a mínima perda de material. desvantagens As peças a serem forjadas geralmente necessitam de usinagem antes do processo de forjamento. Os equipamentos são muito caros.