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Processos de conformação mecânica    7                     Marcelo F Moreira
Processos de conformação mecânica    8Detalhe do laminador a quente de tiras Detalhe da laminação a frio de tiras         ...
Processos de conformação mecânica    91.3   Laminação de perfis1.5- Trefilação de barras e tubos                          ...
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Processos de conformação mecânica   111.7- Estiramento a frio                                               Marcelo F More...
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  1. 1. Processos de conformação mecânica 1 1. PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA Os processos de conformação mecânica são processos de fabricação queempregam a deformação plástica de um corpo metálico, mantendo sua massa eintegridade. Alguns exemplos destes processos são apresentados na figura 1. Figura 1- Representação esquemática de alguns processos de conformação mecânica. Todos os processos podem ser realizados a quente (acima da temperatura derecristalização) ou a frio (abaixo da temperatura de recristalização). Os processos a quente são caracterizados pelo emprego de tensões decompressão menores, ausência de encruamento no produto e alta ductilidade da ligana temperatura de conformação. Por outro lado, os produtos apresentam superfíciescontendo carepa, resultante da oxidação do metal em alta temperatura e tolerânciasdimensionais mais abertas. Entretanto, a característica mais relevante dos produtosconformados a quente é o seu elevado grau de sanidade interna. Produtos fundidos, geralmente, apresentam vazios de contração (rechupes)e/ou porosidades decorrentes de gases dissolvidos no metal. Se as superfícies destascavidades estiverem limpas (isentas de óxidos), elas poderão ser fechadas por meiodo caldeamento (soldagem por pressão) imposta pelo trabalho mecânico. Como resultado da operação mecânica, as partículas de segunda fase einclusões, tenderão a assumir uma forma e uma distribuição que correspondemaproximadamente à deformação do metal. De fato, os processos de conformaçãomecânica provocam a formação de um "fibramento" na microestrutura dos metais eligas. Este "fibramento" será formado pela deformação preferencial de fases e / ouinclusões, conforme ilustra a figura 2. Marcelo F Moreira
  2. 2. Processos de conformação mecânica 2 Figura 2- Exemplos do “fibramento” formado pela ação da conformação mecânica. Os processos de conformação realizados a frio são caracterizados por elevadastensões de compressão, encruamento do produto e ductilidade da liga inferior à dosprocessos a quente. A qualidade superficial e a precisão dimensional dos produtosconformados a frio são superiores à obtida pelos processos a quente.1.1 Forjamento O forjamento consiste na alteração da forma de um metal por meio deprensagem ou de martelamento. A maioria das operações de forjamento é realizada aquente, entretanto certas ligas podem ser forjadas a frio. Empregam-se duas classesde equipamentos para o forjamento: o martelo ou martelete de forjamento, que aplica golpes de impacto rápidos sobre a superfície do metal (velocidades entre 3,0 e 20 m/s) e prensas hidráulicas ou mecânicas de forjamento, que submetem a liga a forças compressivas aplicadas com velocidade lenta (velocidades entre 0,06 a 1,5 m/s). O forjamento pode ser apresentado em duas variantes: forjamento livre e forjamento em matriz fechada. Marcelo F Moreira
  3. 3. Processos de conformação mecânica 31.1.1 Forjamento livre O forjamento livre é realizado entre matrizes planas ou de formas muitosimples. É empregado em peças de grande porte ou quando o número decomponentes é pequeno. Freqüentemente, o forjamento livre é usado para preparar aforma da peça (esboço) para o forjamento em matriz. A figura 3 apresenta algunsexemplos de componentes obtidos por meio do forjamento livre. Figura 3- Exemplos de componentes obtidos por meio do forjamento livre.1.1.2 Forjamento em matriz fechada No forjamento em matriz fechada, a peça é deformada entre duas metades dematriz que dão a forma desejada ao metal, sendo possível obter tolerânciasdimensionais mais estreitas que no processo de forjamento livre. A figura 4 apresentaalguns exemplos de componentes forjados em matriz fechada. Marcelo F Moreira
  4. 4. Processos de conformação mecânica 4 Figura 4- Componentes obtidos por meio do forjamento em matriz fechada. A matriz de forjamento é fabricada com blocos de aço ferramenta para trabalhoa quente. As cavidades no bloco são produzidas por meio de usinagem, normalmenteenvolvendo a eletroerosão. Para justificar o emprego destas matrizes, é necessárioum volume de produção elevado. Em geral, cada matriz possui diversas cavidades. As primeiras têm a função dedesbastar e expandir a barra formando um esboço. Em seguida, este é forjado nacavidade de “forja em bruto” para atingir uma forma próxima à desejada, sendo que amaior parte da deformação ocorre nesta etapa. Depois, a peça é transferida à matrizde acabamento, onde atinge as dimensões finais e ocorre o corte da rebarba,conforme ilustra a figura 5. Marcelo F Moreira
  5. 5. Processos de conformação mecânica 5 Figura 5- Etapas envolvidas na fabricação de uma biela automotiva. As cavidades 1 e 2realizam o desbaste e a expansão, a cavidade 3 realiza o “forjamento bruto” e as cavidades 4 e 5 o acabamento e a rebarbação, respectivamente. É importante que a quantidade de metal seja suficiente para preencher toda acavidade da matriz. Como é difícil colocar a quantidade exata de metal nas posiçõescorretas durante o desbaste e a expansão, é comum empregar uma quantidade demetal ligeiramente acima do necessário. Quando a matriz executa a etapa deacabamento, o excesso de metal forma uma rebarba de forjamento. A fim de evitar aformação de uma rebarba muito grande, a matriz de forjamento é projetada comouma calha de rebarba, conforme ilustra a figura 6. A etapa final no forjamento de umapeça é a remoção da rebarba em uma matriz ou uma cavidade denominada derebarbação. Figura 6- Calha de rebarba em uma matriz de forjamento. Marcelo F Moreira
  6. 6. Processos de conformação mecânica 61.2 Laminação de chapas O processo de deformação plástica dos metais no qual o material passa entrerolos é conhecido como laminação. Na laminação, o metal é submetido a elevadastensões de compressão, resultantes da ação de prensagem dos rolos, e tensõescisalhantes superficiais, resultantes da fricção entre os rolos e o material. Figura 7- Arranjos típicos de rolos em laminadores. Marcelo F Moreira
  7. 7. Processos de conformação mecânica 7 Marcelo F Moreira
  8. 8. Processos de conformação mecânica 8Detalhe do laminador a quente de tiras Detalhe da laminação a frio de tiras Marcelo F Moreira
  9. 9. Processos de conformação mecânica 91.3 Laminação de perfis1.5- Trefilação de barras e tubos Marcelo F Moreira
  10. 10. Processos de conformação mecânica 101.6- Extrusão Marcelo F Moreira
  11. 11. Processos de conformação mecânica 111.7- Estiramento a frio Marcelo F Moreira

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