Este documento descreve o processo de forjamento, definindo-o como uma forma de conformação mecânica que deforma o material através de martelamento ou prensagem para dar forma. Detalha os principais tipos de forjamento como em matriz aberta e fechada, as etapas de cada processo, os equipamentos e defeitos possíveis. Tem como objetivo fornecer informações técnicas sobre a operação de forjamento e sua aplicação para a fabricação de peças de alta resistência mecânica.

1. FORJAMENTO
NOME: ADYLTON JOSÉ DE LIMA RM: 31.971
DOUGLAS ALVES DE FARIAS 31.931
FABRICIO DOS SANTOS FERREIRA 32.438
JOSÉ ANTÔNIO FERREIRA 33.661
VINICIUS NICACIO FERREIRA 33.646
WILLIAN BARRETO RIBEIRO 32.033

2. DEFINIÇÃO:
O forjamento é a mais antiga forma de conformação mecânica, em que
o material é deformado por martelamento ou prensagem. Sendo
empregado para fabricação de produtos de alta resistência mecânica.
O Ferreiro foi uma das
profissões mais antigas do
mundo.
Hoje em dia, o martelo e a
bigorna foram substituídos por
máquinas e matrizes que
permitem a produção
constante de milhares de
peças.
Fabricação artesanal de espadas por martelamento (forjamento).

3. DEFINIÇÃO
Observava-se que as lâminas de
espadas exaustivamente deformadas
ficavam mais fortes que as pouco
deformadas.
Hoje sabemos que este resultado é
alcançado devido ao refino de grão e
ao próprio direcionamento estrutural,
além da redução das impurezas e
encruamento.
HISTÓRICO

4. DEFINIÇÃO:
Operação de conformação mecânica para dar forma aos metais através de
martelamento ou esforço de compressão (prensagem), tendendo a fazer o material
assumir o contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo.
OPERAÇÕES BÁSICAS:
 Corte da matéria prima: Serra, disco abrasivo, cisalhamento,
chama entre outros processos;
 Aquecimento: Realizado em fornos à óleo, gás, elétricos, etc. a
uma temperatura adequada para facilitar a deformação;
 Conformação: Pode ser feita em mais de uma operação,
algumas preparatórias, usando-se forjamento aberto ou em
matrizes fechadas;
 Rebarbamento: Remoção do material que normalmente fica em
excesso na peça;
 Acabamento: Limpeza e tratamento;

5. Forjamento:
As operações de forjamento são realizadas a quente, em temperaturas
superiores às de recristalização do metal, e alguns metais não ferrosos
podem ser forjados a frio.
APLICAÇÃO:
Produtos acabados ou semi acabados com alta resistência mecânica
destinados a sofrer grandes esforços e solicitações em sua utilização.
.
VANTAGENS DO FORJAMENTO:
 Melhoria da microestrutura;
 Maior resistência;
 Melhor acabamento superficial que a fundição;
 Melhor distribuição das fibras;

6. PORQUE FORJAR?
Rosca produzida por
forjamento.
Rosca usinada.

7. MARTELOS E PRENSAS
São duas classes básicas de equipamentos para operação de forja:
O martelo: Aplica golpes de impacto rápidos sobre a superfície do metal;
CARACTERÍSTICAS:
 Energia dissipada – perto da superfície da peça;
 Deformações maiores perto da superfície;
 Normalmente o ângulo de saída é maior;
 Várias pancadas para produzir a peça;
 Devido ao impacto é necessário matrizes especiais de elevado custo;
As prensas (mecânicas ou hidráulicas): Submetem o metal a uma força
compressiva aplicada relativamente de uma forma lenta;
CARACTERÍSTICAS:
 Lenta;
 Peças grandes;
 Matrizes mais baratas;
 Melhor acabamento;
 Distribuição de fluxo uniforme (deformação plástica);

8. FORJAMENTO POR MARTELAMENTO
• O martelo ou martelete de
forjamento, que aplica golpes
rápidos e sucessivos sobre a
superfície do metal (velocidades
entre 3 e 20m/s);
• Massa de 200 a 3000kg que cai
livremente ou é impulsionada de
uma altura entre 1 e 3,5 m;
• Pontas de eixo, virabrequins, discos
de turbinas;

9. FORJAMENTO POR PRENSAGEM
• Prensas hidráulicas ou mecânicas
de forjamento que submetem a liga
a forças compressivas aplicadas
com velocidade lenta (velocidades
entre 0,06 a 1,5m/s);
• Palhetas de turbinas e forjados de
liga leve são produtos fabricados
por prensagem;
• As prensas mecânicas, de curso
limitado, são acionadas por eixos
excêntricos e podem aplicar cargas
entre 100 e 8.000 toneladas;

10. FORJAMENTO POR PRENSAGEM
• As prensas hidráulicas podem ter
um grande curso e são acionadas
por pistões hidráulicos;
Capacidade de carga entre 300 e
50.000 toneladas. Elas são bem mais
caras que as prensas mecânicas.

11. FORJAMENTO COM MATRIZ
As matrizes de forjamento são submetidas a altas tensões de compressão,
altas solicitações térmicas e, ainda, a choques mecânicos.
Devido a essas condições de trabalho, é necessário que essas matrizes
apresentem alta dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, alta
resistência a quente e alta resistência ao desgaste.
Por isso, elas são feitas, em sua maioria, de blocos de aços-liga forjados e
tratados termicamente. Quando as solicitações são ainda maiores são
fabricadas com metal duro.

12. MATRIZ ABERTA X MATRIZ FECHADA

13. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
No forjamento livre, as matrizes têm geometria ou formatos bastantes
simples.
Usado quando o número de peças que se deseja produzir é pequeno e seu
tamanho é grande.
É o caso de eixos de navios e de turbinas, virabrequins, anéis de grande
porte, ganchos, correntes, âncoras, alavancas, excêntricos, ferramentas
agrícolas e etc.

14. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
Frequentemente, o forjamento livre é usado para preparar a forma da peça
(esboço) para o forjamento em matriz.

15. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA

16. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
A operação é iniciada com uma matriz de pequena largura. O estiramento
acontece por meio de golpes sucessivos e avançados da barra (b, c, d, e).
A barra é girada 90°C e o processo repetido (f). Para obter o acabamento
mostrado em g, as matrizes são trocadas por outras de maior largura.

17. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
ESTÁGIOS DE FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
(a) Forjar o tarugo aquecido no diâmetro máximo
(b) Ferramenta para marcar a localização das partes
(c) Forjamento do lado direito
(d) Forjamento do lado esquerdo
(e)Témino (controle dimensional)

18. FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
ENCALCAMENTO:
Variedade de estiramento em que se
reduz a secção de uma porção
intermediária da peça, por meio de
uma ferramenta ou impressão
adequada.

19. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
O material é conformado entre duas metades de matriz que possuem,
gravadas em baixo relevo, impressões com o formato que se deseja
fornecer à peça.
A deformação ocorre sob alta pressão em uma cavidade fechada ou semi-
fechada, permitindo assim obter-se peças com tolerâncias dimensionais
menores do que no forjamento livre.
TIPOS DE FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA:
 Recalque em matriz;
 Forjamento em matriz fechada sem rebarba;
 Forjamento em matriz fechada com rebarba;

20. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA

21. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
Para a confecção de uma única peça são necessárias várias matrizes com
cavidades correspondentes aos formatos intermediários que o produto vai
adquirindo durante o processo de fabricação.
ESBOÇAMENTO E ACABAMENTO DE UMA ALAVANCA

22. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
ETAPAS PARA A FABRICAÇÃO DE UMA BIELA
 As cavidades 1 e 2 realizam o
desbaste e a expansão;
 A cavidade 3 realiza o
forjamento bruto;
 As cavidades 4 e 5 o
acabamento e a rebarbação
respectivamente;

23. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
BIELA
1. Blank (bar) 2. Edging 3.Blocking 4. Finishing 5. Trimming

24. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
CHAVE DE BOCA

25. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
CHAVE DE BOCA

26. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
VIRABREQUIM

27. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
A matriz apresenta uma cavidade extra em sua periferia que tem o objetivo
de conter o excesso de material necessário para garantir o total
preenchimento da matriz durante o forjamento.
Esse excesso de material chama-se rebarba e deve ser retirado da peça
em uma operação posterior de corte (rebarbação).
A fim de evitar aformação de uma rebarba muito grande, a matriz de
forjamento é projetada com uma calha de rebarba, conforme ilustra a figura
abaixo.

28. FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
Para peças não muito complexas, são aplicadas as seguintes etapas no
forjamento em matriz fechada:
1. CORTE DO BLANK, ou seja, do pedaço de metal em barra no tamanho
necessário.
2. AQUECIMENTO, realizado em fornos.
3. FORJAMENTO INTERMEDIÁRIO, realizado somente quando é difícil a
conformação em uma única etapa.
4. FORJAMENTO FINAL, feito em matriz, já com as dimensões finais da
peça.
5. TRATAMENTO TÉRMICO, para a remoção das tensões,
homogeneização da estrutura, melhoria da usinabilidade e das
propriedades mecânicas.

29. DEFEITOS DOS PRODUTOS FORJADOS
FALTA DE REDUÇÃO – Caracteriza-se pela penetração incompleta do
metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontece
quando são usados golpes rápidos e leves do martelo;
TRINCAS SUPERFICIAIS – Causadas por trabalho excessivo na periferia
da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente;
TRNCAS NAS REBARBAS – Causadas pela presença de impurezas nos
metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas rebarbas
e podem penetrar na peça durante a operação de rebarbação;
TRNCAS INTERNAS – Originam-se no interior da peça, como
consequência de tensões originadas por grandes deformações;

30. DEFEITOS DOS PRODUTOS FORJADOS
GOTAS FRIAS – São descontinuidades originadas pela dobra de
superfícies, sem a ocorrência de soldagem. Elas são causadas por fluxos
anormais de material quente dentro das matrizes, incrustações de
rebarbas, colocação inadequada do material na matriz;
INCRUSTAÇÕES DE ÓXIDOS – Causadas pela camada de óxidosque se
formam durante o aquecimento. Essas incrustações normalmente se
desprendem mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças;
DESCARBONETAÇÃO – Caracteriza-se pela perda de carbono na
superfície do aço, causada pelo aquecimento do metal;
QUEIMA – Gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos,
formando películas de óxidos. Ela é causada pelo aquecimento próximo ao
ponto de fusão;

31. PROJETO
 Engloba a definição de todas as atividades, etapas, dimensões,
sequências de operações, materiais e tratamentos relacionados com a
fabricação de uma peça;
 O projeto se baseia nas informações iniciais do que se deseja produzir;
INFORMAÇÕES PARA O PROJETO:
 Desenho da peça;
 Material;
 Quantidade;
 Tratamento térmico;

32. PROJETO
DEVE PREVER:
 Sobremetal para usinagem;
 Ângulos de saída para as superfícies que forem paralela a direção de
forjamento;
 Raios de concordância para os cantos;
RESULTAM:
 Tipo de forjamento (equipamento);
 Número de matrizes e suas dimensões (ferramentaria);
 Tratamento térmico das matrizes;
 Massa, forma e dimensões iniciais do material a ser forjado;
 Equipamentos auxiliares;
 Fornos e temperaturas de aquecimento e reaquecimento das diversas
etapas;

33. PROJETO

34. FATORES QUE DETERMINAM A OPÇÃO
PELO FORJAMENTO
 Material;
 Tamanho do lote;
 Forma;
 Redução de peso;
 Integridade do produto;
MATERIAL:
Praticamente todos os materiais metálicos podem ser forjados, desde que
a liga seja ajustada para obter a necessária conformabilidade.
Aplicações que demandam elevada resistência mecânica, tenacidade,
ductilidade e resistência à fluência necessitam de aços, titânio ou alumínio
de alta resistência; em temperaturas elevadas usam-se aços INOX
austeníticos, titânio ou superligas.

35. FATORES QUE DETERMINAM A OPÇÃO
PELO FORJAMENTO
TAMANHO DO LOTE:
Para justificar a utilização da ferramenta/matrizes que são relativamente
dispendiosas, o forjamento é usado para taxas de altas produções.
REDUÇÃO DE PESO:
Em alguns segmentos a minimização do peso é essencial. O fato do
forjamento produzir componentes com forma muito próxima à forma final
evita a presença de material onde não há solicitação. Além disso, a
resistência mecânica especifica é favorecida pelo forjamento.
INTEGRIDADE DO PRODUTO:
Boas praticas de forjamento garantem componentes sem porosidade ou
falhas iternas.

36. CONFORMAÇÃO POR FORJAMENTO
FIM
OBRIGADO PELA ATENÇÃO!