UNDB_Proc.Fabr.Mec._Aula-06_Trefilacao

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UNDB – Processos de 
Fabricação Mecânica 
8º. Período 
Processos de 
Trefilação 
 
 Moacir Santiago 
 Engenheiro Mecânico & Especialista 
 Email: moacir.santiago@undb.edu.br 
Introdução 
 Definição de trefilação: 
 Processo de conformação mecânica que consiste em forçar a 
passagem de uma barra através de uma matriz (“fieira”) 
mediante a aplicação de uma força de tração à saída desta 
fieira. Com isso o material terá a sua secção reduzida e seu 
comprimento aumentado. 
 As fieiras ou trefilas, utilizadas na trefilação são compostas de 
uma carcaça de aço e um núcleo feito de material bastante 
duro. 
 Material usado na fieira: 
– Carbonetos sinterizados – widia 
– Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura) 
– Aços especiais (Cr-Ni, Cr-Mo) 
– Diamante 
 Geometria da fieira. 
Introdução 
 A fieira é cônica e o ângulo de entrada é 
geralmente maior que o ângulo de trefilação 
para permitir que haja lubrificação de forma a 
facilitar a passagem do material pela fieira. 
 
 A barra circular que alimenta a fieira é 
chamada de “fio máquina”. 
 
 O fio máquina é obtido por processo de 
laminação. 
 
Introdução 
 Matéria-prima é o fio-máquina. 
 Descarepação para remoção do oxido da superfície do fio: 
– Mecânica por descascamento: dobramento e escovamento. 
– Química por decapagem: HCl ou H2S04 diluídos. 
 Lavagem: em água corrente. 
 Recobrimento normalmente por imersão em leite de cal 
Ca(OH)2 a 100°C a fim de neutralizar resíduos de ácido, 
proteger a superfície do arame e servir de base para o 
lubrificante de trefilação. 
 Secagem (em estufa) - Também remove H2 dissolvido na 
superfície do material. 
 Trefilação: início do processo de conformação plástica. 
 Tratamento térmico (recozimento) quando aplicável. 
 
 
 
Etapas de um 
processos de Trefilação 
 Trefiladoras de tambor: usada para trefilação de produtos 
bobináveis (ex: arames). 
– Simples (1 só tambor) - para arames grossos 
– Duplas para arames médios 
– Múltiplas (contínuas) para arames médios a finos. 
Equipamentos usados 
na Trefilação 
 Bancada de estiramento: usada para trefilação de produtos não 
bobináveis (ex: barras de diâmetro maior que 25 mm e tubos). 
Equipamentos usados 
na Trefilação 
 Os tubos são fabricados laminação a quente ou extrusão. 
Posteriormente recebem acabamento a frio por trefilação. 
 O processo a frio é utilizado a fim de se obter tolerâncias 
dimensionais mais exatas e melhores superfícies de 
acabamento. 
 Tipos de trefilação de tubos: 
Trefilação de tubos 
 Devem ser considerados vários pontos como: 
– Esforços para executar operação 
– Lubrificação na interface fieira/metal 
– Acabamento e propriedades mecânicas desejadas no 
produto trefilado 
– Evolução térmica no produto durante processamento 
 
 Métodos para avaliar os esforços na trefilação: 
– Deformação homogênea 
– Método dos blocos 
– Método do limite superior 
Analise do processo 
de trefilação de barras 
de secção circular 
 Deformação homogênea 
 Tensão de trefilação 
 
 σf = Ῡ ln (Ai/Af) 
 
Onde: 
 σf : Tensão de trefilação 
 Ῡ : Tensão de escoamento do metal trefilado 
 Ai: Área da secção transversal antes trefilação 
 Af: Área da secção transversal apos trefilação 
Analise do processo 
de trefilação de barras 
de secção circular 
 Para secções circulares obtemos: 
 
 σf = 2Ῡ ln (Di/Df) 
 
Onde: 
 D: diâmetro da secção circular. 
 
 Este modelo não considera: 
 os efeitos do atrito 
 a maneira como o metal se deforma 
 
Analise do processo 
de trefilação de barras 
de secção circular 
 Método dos blocos 
 Baseia-se no equilíbrio dos esforços aplicados e 
resultantes do processo de trefilação: 
 Força originada pelas tensões longitudinais 
 Força originada pela pressão aplicada pela 
matriz 
 Força originada pelas tensões de atrito 
 
 Por deduções e considerações chega-se a: 
 
 σf = Ῡ [(1+B)/B][1-(1-r)
B] 
Analise do processo 
de trefilação de barras 
de secção circular 
 
σf = Ῡ [(1+B)/B][1-(1-r)B] 
 
 
Sendo: 
 B = µ ctg α 
 r = 1 – (Df/Di)
2 
 
Onde: 
 µ: coeficiente de atrito entre o material e a fieira 
 α: angulo de trefilação 
Analise do processo 
de trefilação de barras 
de secção circular 
 Formação de zona morta 
 
Se o ângulo de trefilação da fieira é superior a um certo valor crítico (αcr1) 
ocorre um cisalhamento interno no material, que provoca a adesão 
superficial do produto na ferramenta e forma uma falsa matriz (zona 
morta). 
 
 
 
 
 Descascamento 
 
Se o ângulo de trefilação é superior a um outro valor crítico (αcr2) a zona 
morta não adere à fieira mas desliza para trás (descascamento), 
provocando uma separação entre a superfície e o núcleo do produto. 
 
 
 
Defeitos em peças 
trefiladas 
Barra 
Pregos 
Arame 
Tubos 
Peças trefiladas