O documento descreve o processo de extrusão, no qual um material é deformado plasticamente através de uma matriz usando uma prensa. O processo pode ser direto ou inverso. Também fornece detalhes sobre os equipamentos, materiais, cálculos e defeitos associados à extrusão e ao processo de forjamento.

1. EXTRUSÃO
A extrusão é um processo de conformação plástica que consiste em
passar um tarugo ou lingote, colocado dentro de um recipiente, pela
abertura existente no meio de uma ferramenta. A extrusão pode ser
classificada em extrusão direta (Figura a) e inversa (Figura b).
Fundamentos do Processo
Ilustração do processo de (a) extrusão direta e (b) extrusão inversa.
a b

2. MATERIAIS
Quase todos os materiais. Também materiais
frágeis, como Ferro Fundido, mediante uso de punção
com contra-pressão.
EQUIPAMENTO:
Prensa mecânica de manivela e excêntrica, bem como
prensa hidráulica.

3. TIPOS DE EXTRUSÃO
• Extrusão Direta
• Extrusão Indireta

4. MÉTODO DIRETO
• Matriz e recipiente fixos
• Flui material no sentido
da força aplicada
• Material extrudado passa
pela matriz
• Melhor acabamento
superficial
• Maiores valores de Atrito

5. EXTRUSÃO DIRETA DE BARRA ÔCA

6. MÉTODO NDIRETO
• Recipiente fixo e
matriz móvel
• Fluxo de metal
contrário ao da Força
• Embolo Oco e Móvel
• Força menor que a do
método direto
• Acabamento
superficial não tão bom

7. TIPOS DE EXTRUSÃO DIRETA

8. TIPOS DE EXTRUSÃO INDIRETA

9. TIPOS DE EXTRUSÃO TRANSVERSAL

10. Os processos de extrusão podem ainda ser divididos
pela temperatura da peça:
Extrusão
a frio
Extrusão
semi-aquecida
Extrusão
a quente
•Elevada economia
•Combinação com
outros processos
•Alta qualidade
dimensional e
superficial
•Fabricação de peças
complexas
•Melhores
propriedades
mecânicas
•Propriedades
semelhantes às dos
extrudados a frio.
•Menor tensão de
escoamento
•Importância cada
vez maior
•Melhora da
trabalhabilidade

11. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
• Tarugo
• Forno ou Aquecedores
• Matriz
• Prensa Hidráulica
• Punção ou haste do Embolo
• Disco de Apoio
• Recipiente
• Disco de Pressão
• Equipamento para Estiramento do Produto Extrudado

12. MATRIZ
• Influencia diretamente na
qualidade do produto
• Perfis maciços ou tubulares
• Polimento: Rugosidade muito
baixa
• Alta resistência à abrasão
• Alta Dureza
• Revestimentos Superficiais

13. TARUGOS

14. PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL

15. EXTRUSÃO
Cálculo das Forças de
Extrusão a Quente
Pressão de extrusão
ideal
Onde:
Força de Extrusão
Método da divisão em
elementos
Onde:

16. EXTRUSÃO
Equação de Avitzur
A quente
Onde: Vr = velocidade do embolo;
Dt = diâmetro do tarugo;
Df = diâmetro do produto;
α = semi-ângulo da matriz.

18. LINHA DE ESTIRAMENTO DE BARRAS

19. PRODUTOS EXTRUDADOS

20. PRODUTOS EXTRUDADOS

21. DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

22. DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

23. DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

24. DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

25. DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS

26. FORJAMENTO
Forjamento é o processo de conformação plástica através
do qual se obtém a forma desejada da peça por martelamento ou
aplicação gradativa de uma pressão.
Fundamentos do Processo
a b
Representação esquemática dos processos de forjamento: (a) forjamento livre e (b)
forjamento em matriz.

27. FORJAMENTO A QUENTE
• recristalização
• mais comum
FORJAMENTO A FRIO
• encruamento
• para peças de geometrias mais simples
• Ação das matrizes por meio de golpes (martelos) ou por ação
contínua (prensas hidráulicas, excêntricas e de parafuso)
• para formas complexas
• oxidação e contração térmica: sobremetais
• tolerâncias mais fechadas

29. FORJAMENTO LIVRE
• formas regulares (anéis, eixos)
• normalmente realizado em martelos
Vantagens
Matrizes simples e barato; grande faixa de tamanhos; boa resistência
mecânica
Limitações
Somente formatos simples; dificil obter tolerâncias estreitas;
usinagem requerida; baixa taxa de produção; pobre aproveitamento
do material; maior habilidade requerida

32. FORJAMENTO EM MATRIZES FECHADAS
• para peças de geometrias complexas
• normalmente realizado em prensas
Vantagens
Melhor aproveitamento do material; maior homogeneidade
estrutural; Melhores propriedades; boa precisão
dimensional; Alta taxa de produção; boa reprodutibilidade
Limitações
Alto custo do ferramental para pequenas quantidades;
Necessidade frequente de Usinagem

34. FORJAMENTO A QUENTE
Processos básicos
• rebarbação, normalização
• corte, aquecimento
• limpeza, etapas de forjamento
• limpeza
recalque e ascensão
Seqüência de
processamento

35. Formação de
rebarba
• garantir preenchimento correto das matrizes
• acomodar defeitos de forjamento
• escoar excesso de material do tarugo
• região mais tensionada do forjado
FORJAMENTO A QUENTE

36. • Etapas de forjamento: esboçadora, formadora, calibradora

38. • Recalque de eixos:
recalcadoras horizontais

41. Comparação do forjamento a quente convencional e
de precisão
• controle da temperatura do aquecimento
• controle do corte e das dimensões do tarugo
• precisão dimensional e geométrica de matrizes
e insertos

43. FORJAMENTO A FRIO
Processos básicos
• etapas de forjamento
• corte
• lubrificação
• recozimentos
intermediários
recalque e extrusão
Seqüência de
processamento

44. • a quente, a frio, morno ou isotérmico
FORJAMENTO DE PRECISÃO
• menores sobremetais, sem rebarbas, sem ângulos de
extração e raios de arredondamento menores

45. • martelos (queda livre e auxiliados)
• prensas (excêntricas, de parafuso e hidráulicas)
EQUIPAMENTOS DE FORJAMENTO
• recalcadoras

46.  Deformação por impacto e não-uniforme
 O martelo mais simples é o de queda livre (gravidade)
 Martelos controlados por computador podem fornecer golpes
variáveis
 Recomendado para peças menores e mais finas
 Lotes de até 3000 peças
Martelo de forja - características

48. Prensas - características
As prensas são usadas para peças grandes ou espessas
Ação de compressão lenta penetra completamente o metal
– Produz um fluxo de metal e uma deformação mais uniforme
– Tempos de contato entre a matriz e peça mais longos
As matrizes podem ser aquecidas (forjamento isotérmico)
Podem ser mecânicas ou hidráulicas

49. FORJAMENTO
Cálculo da Força de
Forjamento no Estado Plano
de Deformações
Figura 17 – Bloco isolado no forjamento no estado plano.

50. Substituindo τ na expressão acima e
dividindo por w:
Modelo de Coulomb
Onde: p = pressão agindo no bloco
(Para X>0)
Dividindo por h:
Critério de escoamento de von Mises:
FORJAMENTO

51. Na borda da matriz (x = b/2)
Centro
Borda
Centro
Borda
FORJAMENTO

52. Figura 18 – Distribuição de pressões ao longo
da largura da matriz.
Força total (F)
FORJAMENTO

53. Pressão média (p) sobre interface metal/matriz
( )
Força para forjar o metal
FORJAMENTO

54. FORJAMENTOFORJAMENTO
Cálculo da Força de
Forjamento de um Disco
Figura 19 – Forjamento em um disco.

55. FORJAMENTO
Utilizando Substituindo-se
Lei de atrito de Coulomb
( )
Critério de von Mises

56. FORJAMENTO
Se
Superfície externa do disco:
r = a = D/2
σr = 0
p = σe
Onde: D = diâmetro do cilindro ;
h = altura do disco;
σe= tensão de escoamento do metal sob compressão;
R = distância de um ponto do disco até o eixo;
P(r) = pressão na interface metal/matriz, à distância r do eixo do disco.

57. FORJAMENTO
Força Total
Pressão média
Equação aproximada para a força de forjamento de um disco
Pressão média

58. DEFEITOS DOS PRODUTOS FORJADOS
Podem ser mencionados os seguintes defeitos típicos de peças
forjadas, decorrentes de falhas :
na matéria-prima ou da técnica de operação; falta de redução,
trincas superficiais, trincas nas rebarbas, trincas internas, gotas,
incrustações de óxidos, queimas e descarbonetação.