Cap 5 Trefilação

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UERJ 
 
 
CAMPUS REGIONAL DE RESENDE 
ENGENHARIA DE PRODUÇ ÃO 
ÊNFASE EM PRODUÇ ÃO MECÂNICA 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 5: PROCESSOS DE TREFILAÇ ÃO 
 
 
 
 
DEPAR
P
PROF. 
 
 
UNIVERSIDA
Estrada
Tel.: (24) 3354
Q
 
TAMENTO DE MECÂNICA E ENERGIA 
ROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
ALEXANDRE ALVARENGA PALMEIRA 
DE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
 Resende Riachuelo s/n. - Morada da Colina 
Resende — RJ - CEP: 27.523-000 
-0194 ou 3354-7851 e Fax: (24) 3354-7875 
E-mail: palmeira@uerj.br 
uinta-feira, 5 de Maio de 2005
 
ENGENHARIA DE PRODUÇ ÃO 
PROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
Alexandre Alvarenga Palmeira, MSc 
 
RESUMO 
 
 
 A trefilação é uma operação em que a matéria-prima é estirada através de uma 
matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força 
trativa aplicada do lado de saída da matriz. O escoamento plástico é produzido 
principalmente pelas forças compressivas provenientes da reação da matriz sobre o 
material, onde normalmente este trabalho é realizado a frio. A simetria circular é muito 
comum em peças trefiladas, mas não obrigatória. Os produtos mais comuns obtidos pela 
trefilação são: 
 Dentre as vantagens do processo de trefilação podemos destacar: o material pode 
ser estirado e reduzido em secção transversal mais do que com qualquer outro processo; a 
precisão dimensional obtenível é maior do que em qualquer outro processo exceto a 
laminação a frio, que não é aplicável às bitolas comuns de arames; a superfície produzida é 
uniformemente limpa e polida; o processo influi nas propriedades mecânicas do material, 
permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma 
gama variada de propriedades com a mesma composição química 
 
 
 i 
 
ENGENHARIA DE PRODUÇ ÃO 
PROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
Alexandre Alvarenga Palmeira, MSc 
 
SUMÁRIO 
 
 
I INTRODUÇÃO...................................................................................................................................................... 1 
II ESFORÇ OS ENVOLVIDOS..............................................................................................................................2 
II.1 MECÂNICA DA TREFILAÇÃO..........................................................................................................2 
II.2 FÓ RMULAS BÁSICAS PARA TREFIIAÇÃO DE BARRAS REDONDAS .............................3 
III MÁQUINAS DE TREFILAÇÃO.......................................................................................................................5 
III.1 MÁQUINAS DE TREFILAR SEM DESLIZAMENTO ...................................................................5 
III.2 MÁQUINAS DE TREFILAR COM DESLIZAMENTO .................................................................. 6 
III.3 SISTEMAS DE LUBRIFICAÇÃO..................................................................................................... 8 
III.4 FERRAMENTAS DE TREFILAÇÃO................................................................................................ 8 
IV DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE TREFILAÇÃO..................................................................................... 15 
IV.1 TRATAMENTOS QUÍMICOS MECÂNICOS ................................................................................. 15 
IV.2 TRATAMENTO TÉRMICO DE RECOZIMENTO...........................................................................16 
V FATORES DE INFLUÊNCIA NA TREFILAÇÃO ....................................................................................... 18 
VI LUBRIFICAÇÃO NA TREFILAÇÃO............................................................................................................23 
VII PRODUTOS TREFILADOS...........................................................................................................................26 
VII.1 UTILIZAÇÃO DOS PRODUTOS TREFILADOS ..........................................................................26 
VII.2 DEFEITOS TÍPICOS DE PRODUTOS TREFILADOS ................................................................26 
VIII CONCLUSÃO.................................................................................................................................................... 31 
 
 
 ii 
 
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PROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
Alexandre Alvarenga Palmeira, MSc 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
 
 
Figura 5 - 1: Esforços predominantes na trefilação........................................................................... 2 
Figura 5 - 2: Máquina de trefilar sem deslizamento. .........................................................................6 
Figura 5 - 3: Máquina de trefilar com deslizamento..........................................................................6 
Figura 5 - 4: Máquina de trefilar com deslizamento.......................................................................... 7 
Figura 5 - 5: Representação esquemática da atuação da ferramenta de trefilação — 
fieira. ............................................................................................................................................................9 
Figura 5 - 6: Ferramenta de trefilação — fieira. ..................................................................................9 
Figura 5 - 7: Ferramenta de trefilação — angulos de trabalho. .................................................... 10 
Figura 5 - 8: Tipos mais comuns de perfis de fieiras....................................................................... 10 
Figura 5 - 8: Efeito da contra-tração do fio na trefilação............................................................ 13 
Figura 5 - 8: Rolo de fio trefilado. .........................................................................................................20 
Figura 5 - 8: Defeitos típicos de produtos trefilados....................................................................28 
Figura 5 - 8: Ruptura tipo estricção....................................................................................................28 
Figura 5 - 8: Ruptura tipo borra............................................................................................................ 29 
Figura 5 - 8: Ruptura tipo come. ........................................................................................................... 29 
Figura 5 - 8: Ruptura tipo palha............................................................................................................30 
 
 
 
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PROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
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I INTRODUÇ ÃO 
 
 A trefilação é um processo de conformação plástica que se realiza pela operação de 
conduzir um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta denominada fieira, de 
formato externo cilíndrico e que contém um furo em seu centro, por onde passa o fio. Esse 
furo, com diâmetro decrescente apresenta um perfil na forma de funil curvo ou cônico. 
 A passagem do fio pela fieira provoca a redução de sua secção e, como a operação 
é comumente realizada à frio, ocorre o encruamento com alteração das propriedades 
mecânicas do material do fio. Esta alteração se dá no sentido da redução da dutilidade e 
aumento da resistência mecânica. Portanto, o processo de trefilação comumente é um 
trabalho de deformação mecânica realizado à frio, isto é, a uma temperatura de trabalho 
abaixo da temperatura de recristalização (O que não elimina o encruamento) e tem por 
objetivo obter fios (ou barras ou tubos ) de diâmetros menores e com propriedades 
mecânicas controladas. Entre as diversas etapas da trefilação (isto é, entre as diversas 
passagens por sucessivas fieiras de diâmetros finais decrescentes), pode-se tornar 
conveniente a realização de um tratamento térmico de recozimento de dutilidade necessáriaao prosseguimento do processo ou ao atendimento de requisitos finais de propriedades 
mecânicas específicas para o uso do produto trefilado. 
 
 
 1 
 
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II ESFORÇ OS ENVOLVIDOS 
 
II.1 MECÂNICA DA TREFILAÇ ÃO 
 
 Os esforços preponderantes na deformação são esforços de compressão exercidos 
pelas paredes do furo da ferramenta sobre o fio, quando de sua passagem, por efeito de um 
esforço de tração aplicado na direção axial do fio e de origem externa. Como o esforço 
externo é de tração, e o esforço que provoca a deformação é de compressão, o processo de 
trefilação é classificado como um processo de compressão indireta (Figura 5 - 1). 
 
 
Figura 5 - 1: Esforços predominantes na trefilação. 
 
 2 
 
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II.2 FÓ RMULAS BÁSICAS PARA TREFIIAÇ ÃO DE BARRAS REDONDAS 
 
II.2.1 Tensão de trefilação ( método da divisão de elementos, sem 
encruamento) 
 
( )[ ]BOt RBBP −−+= 111σ 
com: 
αµ gB cot= 
e 
OA
AR −=1 
onde: 
Oσ = limite de escoamento do material 
µ = coeficiente de atrito na interface barra-fieira 
α = semi-ângulo da fieira 
R = relação de trefilação 
Ao = área da secção transversal da barra a trefilar 
A = área da secção transversal da barra trefilada 
 
 
II.2.2 Condição de redução máxima (com encruamernto) 
 
• sem atrito 
ROt −= 1
1lnσP 
• tensão máxima admissível P Ot σ=
• então 1
1
1 =− R
 e R = 63% 
 
 Uma gama de fieiras para a trefilação de aço, pode ser calculada de maneira 
simplificada utilizando as seguintes fórmulas: 
n
o
n
D
D
R 2
2
= e te
n
n C
D
D
R ==
−
2
1
2
 
 3 
 
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n – número de passes desejado 
Do – Diâmetro na primeira cabeça 
Dn – Diâmetro na última cabeça 
R – Relação de redução de seção 
 
 
Exemplo: Calcular os diâmetros em cada cabeça de uma gama para trefilar um fio para o 
Ø1,30mm, com o diâmetro na primeira cabeça sendo Ø4,80mm com 10 fieiras: 
Sendo assim temos : n=10, Do=4,80 mm e Dn=1,30 mm 
770088.0
80.4
30.1
10
2
2
==R 
RDD nn *
2
1−= 
 
21.477088.0*)80.4( 21 ==D 
69.377088.0*)21.4( 22 ==D 
24.377088.0*)69.3( 23 ==D 
84.277088.0*)24.3( 24 ==D 
49.277088.0*)84.2( 25 ==D 
 
19.277088.0*)49.2( 26 ==D 
92.177088.0*)19.2( 27 ==D 
68.177088.0*)92.1( 28 ==D 
48.177088.0*)68.1( 29 ==D 
30.177088.0*)48.1( 210 ==D 
 
 
 4 
 
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III MÁQUINAS DE TREFILAÇ ÃO 
 
 As máquinas de trefilar podem ser classificadas segundo três critérios: 
– Quanto ao modo com que exercem o esforço de trefilação; 
– Quanto ao sistemas de lubrificação adotados; 
– Quanto aos diâmetros dos fios trefilados. 
 
 A classificação, quanto ao modo com que exercem o esforço de trefilação, dá-se 
segundo dois tipos: 
– Máquina de trefilar sem deslizamento; 
– Máquina de trefilar com deslizamento. 
 
 
III.1 MÁQUINAS DE TREFILAR SEM DESLIZAMENTO 
 
 A máquina de trefilar sem deslizamento contém um sistema de tração do fio, para 
conduzi-lo através do furo da fieira, constituído de um anel tirante que primeiro acumula o 
fio trefilado para depois permitir o seu movimento em direção a uma segunda 
fieira. Nesta, o fio trefilado passa tracionado por um segundo anel tirante que também 
acumula fio trefilado. O processo prossegue de igual modo para as fieiras seguintes nos 
tradicionais sistemas de trefilação múltiplos e contínuos, ou seja, com diversas fieiras em 
linha na mesma máquina (Figura 5 - 2). 
 5 
 Devido ao aumento de comprimento do fio após a passagem por cada fieira, as 
velocidades dos anéis são diferentes e de valor crescente, para a compensação desse 
aumento de comprimento. Contudo, essas diferenças de velocidade nem sempre são 
facilmente atingidas com precisão, o que torna necessário a acumulação do fio nos anéis 
para atuar como reserva de fio, se os anéis seguintes atuarem a uma velocidade maior, até o 
reajuste necessário para manter novamente a proporção ideal entre as velocidades dos 
anéis. Se a quantidade do fio acumulado num anel for aumentando, deve-se reduzir a 
velocidade desse anel ou aumentar a velocidade do anel seguinte. 
 
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Figura 5 - 2: Máquina de trefilar sem deslizamento. 
 
 
III.2 MÁQUINAS DE TREFILAR COM DESLIZAMENTO 
 
 Para a trefilação de fios metálicos de pequenos diâmetros, as máquinas com 
deslizamento são as mais utilizadas (Figura 5 - 3 e Figura 5 - 4). 
 
Figura 5 - 3: Máquina de trefilar com deslizamento. 
 
 Essas máquinas têm o seguinte princípio de funcionamento: 
1ª O fio parte de uma bobina, num recipiente denominado desbobinadeira, passa por uma 
roldana e se dirige alinhado à primeira fieira; 
2ª Na saída da fieira, o fio é tracionado por um anel tirante, no qual ele dá certo número 
de voltas, em forma de hélice cilíndrica de passo igual ao diâmetro do fio, de tal modo 
que no inicio da hélice o fio fique alinhado com a primeira fieira e no fim da hélice 
com a segunda fieira; 
3ª Número de voltas ou espirais de fio no anel depende da força de atrito necessária para 
tracionar o fio através da primeira fieira; o movimento do fio na forma de hélice 
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provoca o seu deslizamento lateral no anel; 
4ª Segundo anel faz o fio passar pela segunda fieira, porém girando a uma velocidade 
maior do que a do primeiro anel, para compensar o aumento do comprimento do fio; 
5ª O sistema prossegue dessa forma para as demais fieiras e anéis. 
 
 
Figura 5 - 4: Máquina de trefilar com deslizamento. 
 
 Devido às variações das condições de trefilação, principalmente referentes ao 
aumento do diâmetro do fio trefilado causado pelo desgaste da fieira, o anel tirante pode ter 
também um movimento relativo de deslizamento tangencial (na direção das espirais ao 
redor de um eixo), pois sua velocidade de rotação é estabelecida com base nas condições 
ideais de trefilação. 
 A máquina trefiladora com deslizamento tenderia a ter um comprimento grande 
para as condições de fieiras múltiplas. Para resolver esse problema, utiliza-se duas árvores 
de eixos paralelos com anéis de diâmetros crescentes à medida que os diâmetros dos fios 
decrescem (pois, como as velocidades angulares são as mesmas, pelo fato dos anéis se 
localizarem solidariamente no mesmo eixo, as velocidades tangenciais dos anéis maiores 
devem ser maiores). Esse conjunto de anéis presos a um eixo denomina-se tirante; a 
máquina opera com dois cones, um para a ida e outro para a volta do fio que passa pelas 
fieiras colocadas entre os cones. 
 O deslizamento lateral ou tangencial do fio sobre o anel provoca o seu gradativo 
desgaste, exigindo uma operação periódica de retificação, de modo a manter a relação 
estabelecida entre as velocidades do conjunto de anéis. Os anéis são fabricados em aço não 
temperado, mas com um revestimento de metal-duro ou metal cerâmico (o material 
cerâmico é particularmente usado quando se trefila fios capilares). 
 Na operação final de bobinamento deve-se fazer variar continuamente a velocidade 
angular do carretel para cada camada de fio enrolado, pois a velocidade periférica deve ser 
mantida constante. Esse controle de velocidade tem que ser muito parecido para os fios 
finos (diâmetros menores de 1,5 mm), pois as variações de velocidades são muito 
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pequenas. Além do controle da velocidade variável para cada camada, no entanto, deve-se 
ainda controlar a colocação do fio em cada camada com um movimento de velocidade 
lateral constante, de acordo com cada diâmetro de fio trefilado a ser bobinado. 
 Mantém-se o passo constante quando o movimento de distribuição está ligado ao 
movimento do carretel, de modo que o primeiro diminui à medida que o segundo também 
diminui. O passo diminui, porém, à medida que aumenta o diâmetro de bobina, se a 
velocidade de distribuição for constante e independente da crescente velocidade tangencial 
do carretel para cada camada. Na operação de recozimento, quando necessário, a parte 
mais externa da bobina tende a comprimir a parte mais interna, e o fato do passo interno ser 
maior permite uma melhor acomodação das pressões, sem o perigo de danificar as camadas 
internas. 
 
 
III.3 SISTEMAS DE LUBRIFICAÇ ÃO 
 
 As máquinas de trefilar são classificadas de acordo com o sistema de lubrificação 
em: 
– Máquinas com sistema de imersão, em que a fieira e os anéis permanecem imersos no 
líquido refrigerante e lubrificante; 
– Máquinas com sistema de aspersão, em que a fieira recebe um jato de líquido 
refrigerante e lubrificante. 
 
 
III.4 FERRAMENTAS DE TREFILAÇ ÃO 
 
 A qualidade e o custo do produto da trefilação, barras ou fios, depende muito da 
natureza da fieira. A fieira, ou ferramenta de trefilar, é constituída de quatro regiões 
distintas, ao longo do furo interno (Figura 5 - 5). Na Figura 5 - 6, pode ser observado uma 
fieira atuando junto a redução de um fio máquina. 
 
 8 
 
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Onde: 
a – Cone de entrada 
b – Cone de trabalho 
c – Cilindro de calibração 
d – Cone de saída 
 
Figura 5 - 5: Representação esquemática da atuação da ferramenta de trefilação – fieira. 
 
 
Figura 5 - 6: Ferramenta de trefilação – fieira. 
 
 O cone de entrada tem a finalidade de guiar o fio em direção ao cone de trabalho e 
permitir que o lubrificante acompanhe o fio e contribua para a redução do atrito entre as 
superfícies do fio e do cone de trabalho. No cone de trabalho ocorre a redução, sendo, 
portanto, a região onde é aplicada ao fio o esforço de compressão e onde o atrito deve ser 
minimizado para reduzir, também ao mínimo, o desgaste da fieira. 
 O denominado ângulo (ou semi-ângulo) da fieira, refere-se ao ângulo do cone de 
trabalho (Figura 5 - 7). No cilindro de calibração ocorre o ajuste do diâmetro do fio: é 
objeto de controle o comprimento, ou melhor a altura desse cilindro, pois, quando essa 
altura é pequena, facilita as operações de retificação das fieiras gastas para a obtenção de 
uma fieira de diâmetro final maior. O cone de saída deve proporcionar uma saída livre do 
fio sem causar danos nas superfícies da fieira e do fio. Os tipos comuns de perfis estão 
ilustrados na Figura 5 - 8. 
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α- Semi-ângulo do cone de trabalho 
β - Semi ângulo de entrada 
γ - Semi-ângulo de saída 
Hc – Altura do cilindro de 
calibração 
Dc – Diâmetro do cilindro de 
calibração 
Figura 5 - 7: Ferramenta de trefilação – angulos de trabalho. 
 
 
Figura 5 - 8: Tipos mais comuns de perfis de fieiras. 
 
 Dos materiais usados para a fabricação da ferramenta de trefilar, são exigidas as 
seguintes características: 
– Permitir a trefilação de grande quantidade de fios sem que ocorra um desgaste 
acentuado da fieira; 
– Permitir a trefilação a altas velocidades para produzir elevadas quantidades por unidade 
de tempo; 
– Permitir a adoção de elevadas reduções de secção; 
– Conferir calibração constante do diâmetro do fio; 
– Conferir longa vida à ferramenta, sem necessidade de paradas da máquina de trefilar 
para controle de dimensões e substituição da ferramenta; 
– Permitir a obtenção de superfície lisa e brilhante no fio durante longo período de uso. 
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 Os materiais comumente empregados para os fios são: 
– Diamante, para fios de diâmetro até ou menor que 2 mm; 
– Metal-duro, para fios de diâmetro maior que 2 mm. 
 
 As fieiras fabricadas com metal-duro são obtidas pelas seguintes etapas de 
fabricação: 
– Mistura dos pós metálicos; 
– Compressão dos pós em matriz com forma próxima da forma final; 
– Correção da forma por raspagem; 
– Sinterização a uma temperatura elevada e em atmosfera controlada; 
– Polimento final. 
 
 Durante a sinterização, as dimensões da fieira sofrem redução e a densidade do 
material se eleva. A mudança de dimensões deve ser prevista para deixar um sobremetal, 
da ordem de décimos de milímetros, necessário para a etapa final de polimento que confere 
à superfície do furo da fieira um aspecto especular. O metal-duro empregado é constituído 
essencialmente de cerca de 95% de carboneto de tungstênio e 5% de cobalto, podendo 
conter ainda cromo e tântalo. A composição depende do tipo de metal a ser trefilado que 
exigira determinadas propriedades físicas da fieira. Para se alcançar propriedades de 
resistência ao desgaste próximas do diamante, procura-se obter metal-duro com dureza de 
95 RA e densidade de 15,5 (Paparoni, n013, pp. 5-15). As fieiras de metal-duro são 
constituídas de um núcleo de metal-duro e um suporte de aço de dimensões que dependem 
do diâmetro do fio a trefilar. 
 Os diamantes industriais, provenientes de pedras não-trabalhadas ou de lascas de 
pedras lapidadas, são usados para fieiras após o estudo da orientação cristalográfica que 
melhor permita a furação para determinado diâmetro. Não devem ter defeitos e devem 
possuir suficiente dureza e resistência mecânica em todas as direções de trabalho. O 
diamante se cristaliza num sistema cúbico e a direção de maior resistência mecânica é a 
que conjuga os vértices diagonalmente opostos da célula elementar do reticulado cristalino, 
ou seja, a direção do quarto eixo de simetria. Essa direção deve coincidir com a do eixo do 
furo da fieira1 pois a precisão na definição da direção do furo é essencial para a vida da 
fieira e para que não apareçam defeitos no fio a trefilar. A pedra é incrustada num suporte, 
e esse suporte é envolvido por um montante metálico para dar rigidez ao sistema e facilitar 
a dissipação do calor gerado quando do uso da ferramenta. 
 A vida média da fieira é estimada com referência à quantidade de material que pode 
trabalhar sem necessidade de recuperação (com nova retificação e polimento para diâmetro 
maior), para um determinado diâmetro de fio trefilado. Observa-se que a relação entre o 
diâmetro e a vida da ferramenta (medida em aumento do diâmetro do furo por massa de 
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material trabalhado) obedece, até a primeira recalibração, a uma lei logarítmica (Paparoni, 
n'13, p. 12, fig. 6; catálogo da Philips do Brasil - Fieiras de Diamante, pp. 3-5). A vida 
média é estimada para condições de trabalho normais de montagem e colocação da fieira 
na máquina de trefilar, de temperatura de trabalho, de lubrificação, de homogeneidade do 
material do fio e de limpeza do meio ambiente de trabalho. 
 A manutenção e o controle dimensional das fieiras são comumente realizados com 
microscópio monocular para diâmetros pequenos de furos da fieira, com aumentos de 50 a 
80 vezes. Para essas operações, a fieira é cuidadosa e previamente limpa com solventes e 
ar comprimido. Além da verificação do perfil, do diâmetro e da ovalização do furo da 
fieira, podem ser observadosos eventuais defeitos no fio (para especificação dos materiais 
para as fieiras ver Metais Handbook, vol. 3,9' ed., pp. 521-525). 
 
 
III.4.1 Fatores que influenciam o desgaste 
 
1. Máquina: 
• Cabrestantes 
− Excentricidade 
− Superfície 
− Rugosidade 
− Jogo no eixo 
• Alinhamento das fieiras 
• Montagem do fio 
− Lubrificação 
− Número de voltas nos cabrestantes 
• Tensão mecânica de desenrolagem e enrolagem 
• Vibrações transmitidas ao fio 
• Velocidade de trefilação 
 
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2. Lubrificação 
• Úmida 
− Estabilidade do banho 
− Temperatura do banho 
− Contaminação 
• Seca 
− Concentração de Bórax sobre o fio 
− Retirada de sabão queimado da caixa de sabão 
 
 
III.4.2 Efeito da Contra-Tração do fio na trefilação 
 
 
F=f.eρ∝ 
Onde: 
F= força de tração 
f= força de contra-tração 
ρ= Arco de enrolamento 
∝= Coeficiente de atrito 
Figura 5 - 9: Efeito da contra-tração do fio na trefilação. 
 
 O esforço de trefilação F que corresponde ao escoamento do metal é constante. O 
esforço de contra tração é variável. 
a) Influência da tensão f sobre o desgaste da fieira 
O desgaste da fieira é tanto maior quanto menor for o esforço de contra 
tração. Isto é explicado pelo fato de a contra tração alongar o fio, diminuindo o 
trabalho da fieira. 
 
 
b) Influência da tensão f na ruptura do fio 
O esforço exercido sobre o fio é máximo entre a fieira e o cabrestante B, onde 
o fio tem sua seção reduzida. As rupturas por estricção aparecem próximas à 
saída da fieira. Podemos reduzi-las, diminuindo a força F, ou seja, diminuindo 
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a força F pois T é constante. Reduz-se a força F, aumentando-se o número de 
voltas de fio no cabrestante A. 
 
 
c) Influência da força f sobre o desgaste cabrestante 
O desgaste cabrestante é diretamente proporcional ao 
deslizamento. Aumentando-se o número de voltas de fio sobre o cabrestante 
diminui o seu desgaste. 
 
 
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IV DESCRIÇ ÃO DO PROCESSO DE TREFILAÇ ÃO 
 
 A seqüência de processamento do fio na máquina de trefilação já foi descrita (item 
III.1 e III.2) e cabe, a seguir, fazer algumas considerações sobre os tratamentos 
complementares e o controle do processo. 
 
 
IV.1 TRATAMENTOS QUÍMICOS MECÂNICOS 
 
 A preparação da matéria-prima para a trefilação se dá em operações de trabalho a 
quente. O aquecimento do metal a trefilar provoca a formação de camadas de óxidos em 
sua superfície. Esses óxidos devem ser retirados, pois, caso contrário, reduzem a vida da 
fieira e ficam inclusos no produto trefilado, prejudicando a sua qualidade. 
 O processo de retirada dos óxidos por meio químico é denominado decapagem e o 
processo de retirada mecânica é denominado rebarbação. A adoção de um ou outro 
processo depende dos custos envolvidos e da qualidade exigida do fio. A rebarbação, que 
é essencialmente um processo de usinagem com retirada de cavaco, é mais custosa, mas 
conduz à obtenção de um produto de qualidade melhor que o obtido com a decapagem. O 
processo de decapagem consiste de três etapas básicas: 
1ª Imersão dos fios em tanque de solução ácida decapante; 
2ª Lavagem com jato de água fria, 
3ª Lavagem adicional em tanques com água aquecida, contendo aditivos neutralizantes da 
ação ácida. 
 
 A composição das soluções decapantes e neutralizantes e as suas temperaturas de 
trabalho dependem da natureza química do metal do fio. 
 O jato de água fria aplicado aos rolos de fios decapados tem a finalidade de retirar 
os restos de ácidos e resíduos de pó metálico. A solução neutralizante tem por objetivo 
eliminar a ação de resíduos de ácido e tornar a superfície de metal do fio mais resistente à 
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ação oxidante do meio ambiente. As operações de decapagem podem apresentar graus 
diferentes de automatização. 
 Na operação de rebarbação, a retirada de uma fina camada de metal da superfície 
do fio é feita com uma ferramenta de usinagem circular, de gume cortante e semelhante a 
uma fieira invertida. Essa ferramenta pode ter a seu redor um dispositivo de quebra-cavaco 
para facilitar a retirada do cavaco da zona de usinagem. Após operação de usinagem, na 
qual não é possível manter tolerâncias muito estreitas para o diâmetro do fio devido ao 
desgaste da ferramenta, o fio passa por fieiras calibradoras do diâmetro. O fio proveniente 
desse processo, melhor chamado de barra ou fio-máquina, possui um diâmetro de cerca de 
6 a 5 mm. 
 
 
IV.2 TRATAMENTO TÉRMICO DE RECOZIMENTO 
 
 O controle das propriedades mecânicas do fio durante o processo de trefilação e 
muito importante para que este possa ter prosseguimento, sem ruptura do fio, e para que o 
fio, ao final, apresente as características dimensionais, mecânicas e metalúrgicas exigidas 
por sua utilização. Além das propriedades mecânicas, dependendo da natureza do metal do 
fio e do seu uso, são controladas as propriedades de resistência a corrosão e as 
propriedades elétricas. 
 Durante a trefilação, que é realizada abaixo da temperatura de recristalização, o fio 
sofre um efeito de aumento da sua resistência mecânica e de redução da sua ductilidade, 
devido à deformação plástica, caracterizando o denominado efeito de encruamento. Acima 
de um certo grau de encruamento não é mais possível trabalhar o fio, sendo então 
necessário, para o prosseguimento do processo de trefilação, a aplicação de um tratamento 
térmico de recozimento. Além disso, muitas utilizações do fio exigem características de 
elevada ductilidade, o que também conduz à necessidade desse tratamento térmico 
(Paparoni, n~15, pp. 7-20). 
 Para se evitar o ataque da superfície do metal na operação de aquecimento, por 
ocasião do tratamento térmico, deve-se realizar o recozimento em fornos de atmosfera 
protetora isenta da presença de oxigênio ou de outros gases contaminantes. A atmosfera 
protetora pode ser neutra ou redutora ou, ainda, o meio ambiente pode ser vácuo. As 
condições de aquecimento podem se dar de dois modos, com bons resultados: 
– Tempos curtos a temperaturas mais elevadas; 
– Tempos longos a temperaturas mais baixas. 
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 A temperatura e o tempo de tratamento dependem contudo do grau de encruamento 
inicial do metal, das propriedades mecânicas e tamanho de grãos finais desejados e da 
natureza do metal (composição química e estrutura metalográfica). 
 Os fornos de recozimento, adotados para fios, podem ser fornos de poço, verticais 
ou de campânula, com ou sem atmosfera protetora e com aquecimento por energia elétrica 
ou fluidos combustíveis: cada tipo apresenta vantagens técnicas e econômicas específicas 
(Paparoni, nºl6, pp. 11-20). 
 Os fornos de recozimento podem ser também do tipo contínuo, onde ocorre o 
tratamento do fio à medida que passa pelo interior do forno (ao contrário dos fornos 
mencionados anteriormente onde os fios são conduzidos em rolos ou bobinas, conforme o 
diâmetro do fio, para seu interior). O recozimento continuo acoplado à máquina trefiladora 
pode se dar também da seguinte forma: o fio é recozido, após a passagem pela última fieira 
e antes do bobinamento final, pela passagem de corrente elétrica através de um certo 
comprimento de fio. A principal variável de controle é a velocidade do fio, pois a tensão e 
a corrente elétrica são mantidas constantes ( Paparoni, no 19, pp. 54-57 ). 
 
 
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V FATORES DE INFLUÊNCIA NA TREFILAÇ ÃO 
 
 Na trefilação de fios, apesar do trabalho ser realizado a frio, as temperaturas no 
local da ferramenta podem se elevar consideravelmente em função das condições de atrito 
(ou seja, de lubrificação) e da velocidade de trabalho, alterando consequentemente as 
propriedades mecânicas do material sob deformação e as condições de escoamento. 
 As dificuldades, de natureza experimental, para verificar o comportamento do 
material durante o processamento, residem principalmente nas pequenas secções do 
produto ( no caso de fios finos ) e nas elevadas velocidades de trabalho. As pequenas 
dimensões do fio dificultam a observação dos modos de escoamento pelos métodos visuais 
de traçado de riscos em seções longitudinais, como se pode fazer no processo de extrusão. 
 Não são, porém, somente as dimensões pequenas que dificultam a aplicação dessa 
técnica de observação, mas também a própria natureza do processo, que não ocorre com 
compressão num recipiente fechado, como na extrusão, que evita a separação das partes 
cortadas longitudinalmente. As altas velocidades de trefilação também alteram 
substancialmente o comportamento do metal e dificultam a observação durante o 
processamento. 
 As técnicas experimentais de aplicação mais imediata são as técnicas convencionais 
de ensaios mecânicos (com determinação de resistência e ductilidade do fio antes e após a 
trefilação), ensaios metalográficos (com exame de microestrutura em secções transversais e 
longitudinais também antes e após a trefilação) e verificação metrológica (diâmetros, 
ovalizações e defeitos). A análise dos fatores de influência no processo de trefilação visa, 
fundamentalmente, encontrar as melhores condições de trabalho, objetivando-se alcançar: 
– Alta velocidade de trefilação, para obtenção de elevada produtividade; 
– Pequenas forças de trefilação, para utilização de máquinas menos robustas e para 
poupar energia; 
– Trefilados de qualidade mecânica e metalúrgica adequadas aos usos específicos, onde 
comumente são requeridos uniformidade estrutural e dimensional e ausência de 
defeitos superficiais. 
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 As seguintes observações básicas podem ser feitas, segundo Barrand-Gadeau: 
a) As velocidades de trefilação tendem a permanecer em níveis mais baixos do que os 
níveis que originalmente se procura atingir para uma maior produção por unidade de 
tempo. Isso se deve ao fato de que mesmo com o uso de lubrificantes especiais (e de 
alto custo) somente é possível pequenas reduções por fieira, o que eleva o número de 
fieiras necessário para uma determinada redução (por exemplo: para os fios de 
alumínio, ou seja, com diâmetros mínimos de 0,02 mm, as velocidades inicialmente 
pretendidas eram de 3.500 m/min reduzindo-se posteriormente para 2.400 
m/min). Com elevadas velocidades de trefilação, o fluido lubrificante pode se 
decompor, devido ao aumento da temperatura, e perder a sua eficiência lubrificante e 
refrigerante. Além disso, para velocidades elevadas, as condições de operação, sob o 
ponto de vista térmico, tendem a ser adiabáticas e, para velocidades mais baixas, 
aproxima-se da condição isotérmica - tais condições térmicas influem, de maneira 
acentuada, na natureza e forma do escoamento do material e, consequentemente, nas 
propriedades mecânicas do fio trefilado. 
b) O trabalho de deformação é maior na periferia do que no centro do fio, e a diferença é 
tanto maior quanto maior for a redução, ou seja, a relação entre a secção inicial e 
final. Desse fato, conclui-se que as propriedades mecânicas do fio também são função 
da distribuição das intensidades de redução no decorrer das diversas passagens pela 
fieira 
c) O calor gerado na trefilação, e que é transmitido ao fio, tem origem no efeito de atrito 
entre o fio e a fieira e entre o fio e o anel tirante (no caso de máquinas do tipo com 
deslizamento). A estas fontes geradoras de calor associa-se a proveniente da 
deformação plástica do fio. Se não houver refrigeração suficiente, pode ocorrer o 
recozimento do fio pelo aquecimento, o que alteraria suas propriedades mecânicas. A 
intensidade de aquecimento é influenciada pela forma de fieira, pelo número de fieiras 
para uma mesma redução total e pelas condições de lubrificação e refrigeração. 
d) Os materiais da fieira, a base de metal-duro ou diamante, apresentam maior resistência 
ao desgaste do que os aços-liga e é isso que permite velocidades de trabalho mais 
elevadas. Esses materiais apresentam contudo baixo coeficiente de transmissão de 
calor, o que dificulta a retirada de calor da região de conformação. Para contornar este 
problema, as fieiras construídas com tais materiais, de elevada resistência ao desgaste, 
são montadas em suportes metálicos (aços ou latões), que apresentam maior 
condutibilidade térmica. 
e) O perfil da fieira tende a ser cônico para a maioria dos usos, pois apresenta melhores 
resultados e facilita a sua obtenção na usinagem. O ângulo do cone de trabalho varia 
em função do diâmetro do fio e do grau de redução, tendendo contudo a atingir valores 
maiores que o ótimo determinado em função desses dois fatores (que, para o alumínio, 
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é de 12o, devido à necessidade de promover a penetração do fluido lubrificante e 
refrigerante e reduzir área de contato com o fio, para as velocidades de trabalho mais 
elevadas. Para um mesmo ângulo, no entanto, o comprimento do cone de trabalho (Ou 
melhor, a altura) é maior para reduções maiores. Utilizando um maior número de 
fieiras, e limitando a redução por fieira, obtêm-se melhores condições de lubrificação e 
refrigeração. 
 
 A homogeneidade estrutural do material inicial do fio é relativamente elevada, pois 
a fabricação desse fio (chamado fio-máquina -figura ao lado) se dá por processos de 
conformação mecânica, como laminação ou extrusão nos quais se obtém estruturas 
recozidas de grãos de dimensões variáveis com pouca dispersão (principalmente para fios 
de secções menores). A trefilação, como processo de transformação a frio, melhora a 
homogeneidade, conduzindo à obtenção de uma estrutura encruada. Contudo, na 
trefilação, deve-se evitar aquecimentos muito elevados que podem prejudicar a 
uniformidade granular e causar, no caso de certas ligas metálicas, transformações 
indesejáveis de fase. Um rolo de fio trefilado pode ser observado na Figura 5 - 10. 
 
Figura 5 - 10: Rolo de fio trefilado. 
 
 Apesar da uniformidade estrutural do material, obtida nos processos de preparação 
do fio para trefilar, podem surgir defeitos originados durante o processamento. Da análise 
da influência do perfil da ferramenta e da determinação do ângulo ótimo do cone de 
trabalho, no caso da trefilação de fios de aço, pode-se extrair as seguintes observações de 
Bonzel: 
a) Pode-se considerar a ferramenta como um dispositivo que tem a função de reduzir a 
secção do fio, transformando uma parte da tensão de tração em tensão de 
compressão. Essa tensão de compressão é induzida pela inclinação do furo da 
ferramenta e se distribui irregularmente pelo volume de metal sob deformação. A 
irregularidade dessa distribuição é condicionada pela eficiência da lubrificação, pela 
relação entre o diâmetro de entrada e de saída (ou seja, pela redução), pelo perfil do 
furo (perfil da ferramenta) e pelo material da ferramenta. 
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b) As condições de lubrificação alteram o efeito do atrito e esse provoca a concentração 
das tensões de compressão na entradada ferramenta enquanto a tensão predominante 
na saída é de tração. Quanto maior for o coeficiente de atrito, mais acentuada será a 
tendência da pressão na parede de decrescer à medida em que o ponto considerado se 
aproxima da saída. E possível, assim, imaginar um ponto onde essa pressão se torne 
nula, provocando a perda de contato do fio com a ferramenta (o que se verifica em 
condições de lubrificação insuficiente). 
c) Por outro lado, uma lubrificação perfeita, ou uma mudança adequada no ângulo (do 
cone) da ferramenta, pode tender a diminuir o efeito de redução da tensão de 
compressão no fio à medida que se aproxima da saída da ferramenta. 
d) O perfil da ferramenta deve ser tal que, juntamente com as condições de trabalho e de 
lubrificação, permita o surgimento de pressões pequenas e decrescentes na parede 
interna, para evitar o excessivo desgaste da ferramenta e para manter uma boa 
qualidade de superfície no fio trefilado. 
e) Se o objetivo básico for a redução da secção total, num menor número possível de 
passes, o melhor é aproximar o ângulo da ferramenta do ângulo ótimo que corresponde 
à menor força de trefilação, o que reduz o risco de ruptura do fio ou da sua deformação 
por tração após a saída da ferramenta. 
f) Se, ao contrário, o objetivo básico for reduzir a secção com um menor encruamento 
possível, o ângulo da ferramenta não tem tanta importância. Para manter baixo o índice 
de desgaste da ferramenta, porém, é melhor adotar um ângulo ótimo (ângulo ideal para 
a mínima força de trefilação), pois a pressa o será então menor, lembrando que o 
ângulo decresce com a diminuição da redução. 
g) Em resumo, para melhor eficiência do processo nas reduções intensas, o ângulo da 
ferramenta deve ser igual ao ótimo; para menor desgaste, nas reduções pequenas, deve 
ser menor que o ótimo. De qualquer forma, porém, a determinação do melhor ângulo 
nas condições reais de processamento é sempre uma tarefa experimental. 
 
 De um extenso trabalho de revisão do assunto de Wistreich pode-se destacar as 
seguintes anotações que permitem conhecer melhor as condições usuais de trabalho na 
trefilação: 
a) O processo de trefilação tem se desenvolvido muito mais através da experiência 
conferida pela prática industrial do que pela aplicação de conhecimentos científicos. O 
processo de trefilação ocorre com as seguintes características usuais, exemplificadas 
para o caso do cobre: redução de 6,23 a 0,025 mm, a partir de barras laminadas com 
cerca de 50 passes consecutivos em máquinas múltiplas de 5 a 21 fieiras; lubrificação 
pelo método seco inicialmente, passando ao método úmido a partir de 0,78 mm; 
reduções iniciais de 20 a 45% para atingir reduções de 15 a 25% para os fios finos 
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(diâmetros menores de 0,78 mm); velocidade de trefilação de 30 a 2.400 m/min 
(dependendo do material e do diâmetro do fio); e ferramentas de perfil cônico tendo 
semi-ângulo de 4 a 120 e uma parte cilíndrica com comprimento igual a até dois 
diâmetros finais. 
b) O coeficiente de atrito entre o fio e a ferramenta, que influi de maneira decisiva no 
desgaste desta e no aquecimento e no acabamento superficial do fio, é considerado 
como variando, para as diferentes condições de operação, entre 0,01 e 0,10. Quando o 
fio é lubrificado com uma película sólida, notadamente constituída de sabão, o 
coeficiente de atrito fica entre 0,01 e 0,05; quando são empregados lubrificantes 
líquidos, ou quando o filme sólido tem sua espessura reduzida por uma nova passagem 
pela fieira sem lubrificação, o coeficiente de atrito varia entre 0,08 e 0,15. A variação 
do coeficiente de atrito, em princípio, depende das condições de operação, incluindo a 
natureza dos materiais do fio e da ferramenta. 
 
 
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VI LUBRIFICAÇ ÃO NA TREFILAÇ ÃO 
 
 O fenômeno do atrito é muito importante no processo de trefilação devido ao 
movimento relativo entre o fio e a fieira. O aumento do atrito provoca maior desgaste da 
ferramenta e pode causar o aparecimento de defeitos superficiais no fio, além de exigir 
maior esforço de trefilação e elevar a temperatura de trabalho. 
 O coeficiente de atrito entre o fio e a fieira depende da natureza das superfícies em 
contato e das condições de lubrificação. O calor gerado por este atrito será controlado pela 
ação do agente lubrificante, que tem também uma ação refrigerante: a temperatura na 
superfície do fio tenderá a permanecer constante, devido a ação refrigerante, e a 
temperatura no interior do fio decrescerá para o centro. 
 Além desta ação refrigerante, a lubrificação na trefilação tem a finalidade de criar 
entre as superfícies de contato uma película contínua de fluido lubrificante para reduzir o 
atrito. Como conseqüência da ação lubrificante, consegue-se reduzir o desgaste da fieira, 
dar bom acabamento superficial ao fio e reduzir o esforço de trefilação. A necessidade de 
formação da película de fluido exige do agente lubrificante as seguintes características: 
– capacidade de evitar o engripamento, ou seja, a soldagem entre as duas superfícies em 
contato, que resulta da falta de continuidade da película fluida intermediária, 
conservando, assim, a vida da fieira e o bom acabamento superficial do fio; 
– resistência à deteriorização às temperaturas de trefilação; 
– resistência química à ação desagregadora de eventuais óleos minerais presentes; 
– capacidade de manter a superfície do fio isenta de resíduos carbônicos provenientes das 
operações de tratamento térmico de recozimento. 
 
 Os agentes lubrificantes para a trefilação são geralmente compostos de produtos 
líquidos ou sólidos emulsionáveis em água cuja concentração decresce com a diminuição 
do diâmetro do fio a trefilar. A ausência de compostos de origem mineral é necessária para 
evitar a formação de resíduos carbônicos nas operações intermediárias de recozimento, 
eventualmente necessárias. Nessas condições, comumente empregam-se soluções de 
sabões, de óleos vegetais ou de graxas animais fracamente aciduladas, com temperaturas de 
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trabalho entre 40 e 60º C. Em temperaturas menores, a viscosidade do fluido se altera a 
ponto de não acompanhar o fio para dentro da fieira e, em temperaturas maiores, a emulsão 
perde a ação lubrificante e refrigerante (na região de contato onde a temperatura é maior) 
devido à evaporação da água e alteração química da emulsão. 
 Em condições de velocidade elevada de trefilação, onde ocorre paralelamente um 
aumento de temperatura, pode surgir o efeito de engripamento, com a emissão de um ruído 
característico. 
 A seleção do agente lubrificante é experimental e baseia-se em informações tais 
como o tipo de máquina de trefilar, a velocidade de trefilação, a intensidade de fluxo e de 
volume de agente disponível e, ainda, a qualidade de água de emulsificação empregada. 
 Outro fator de influência no processo de trefilação, é relacionado ao sistema de 
lubrificação, a formação de pó metálico em suspensão no fluido proveniente do metal do 
fio. Esse pó não pode penetrar, com o fluido e o fio, para dentro da fieira, pois, se o fizer, 
contribuirá para aumentar o efeito de atrito, A sua retirada do circuito do fluido é feita por 
decantação no reservatório ou por filtragem. 
 Como já foi mencionado anteriormente, no item referente à máquina de trefilar, o 
sistema de lubrificação pode se classificar em dois tipos: 
– aspersão do fluido na região da fieira: 
– imersão dos anéis, suporte da fieira, fieira e fios no fluido provocando uma ação local e 
também geral nos componentes da máquina. 
 
 A classificaçãodos métodos de lubrificação pode se dar ainda de acordo com a 
consistência e aderência do lubrificante em relação ao fio: 
– lubrificação úmida e eletrolítica, utilizando como fluido lubrificante uma solução 
eletrolítica (para a trefilação dos fios de aço é constituído de solução em água de sais de 
cobre e ácido sulfúrico, em pequeno teor, que confere um aspecto brilhante ao 
trefilado); 
– lubrificação seca, utilizando lubrificantes sólidos como sabões; 
– lubrificação úmida, utilizando soluções ou emulsões de óleos em água, ou somente 
óleos; 
– lubrificação com pastas e graxas. 
 
 Um fator de controle muito importante do lubrificante, e que depende da 
temperatura do trabalho, é a sua viscosidade. Como exemplos de lubrificantes empregados 
para a trefilação de fios de cobre podem ser citados os seguintes: 
– óleos de colza, para fios de 7 a 2,5 mm; 
– emulsão de água e substancia graxa, com temperaturas de trabalho de 38 a 550C, e pH 
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de 8,5 a 9,6; evita-se o uso de água dura, que produz uma saponificação indesejável do 
fluido, pois obstrui a entrada da fieira e os condutos de fluido; os teores recomendados 
de substância graxa na emulsão são de 17% para fios de 2,5 mm, 14% para 0,18 mm e 
1,5% para 0,015 mm. 
 
 Em geral, para diâmetros de fio menores de 0,8 mm são empregados métodos de 
lubrificação úmida, com imersão ou não das fieiras e anéis. 
 
 
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VII PRODUTOS TREFILADOS 
 
VII.1 UTILIZAÇ ÃO DOS PRODUTOS TREFILADOS 
 
 
 
 
– Indústria de cabos de aço; 
– Indústria de tubos trefilados; 
– Indústria de vergalhões 
– Barras redondas 
– Condutores elétricos (fios) 
 
 
 
 
VII.2 DEFEITOS TÍPICOS DE PRODUTOS TREFILADOS 
 
 Os defeitos relacionados à fieira que podem provocar marcas nos fios são: 
– Anéis de trefilação (marcas circunferenciais e transversais) decorrentes do desgaste na 
região do cone de trabalho, provocado pela operação com fios de metais moles; 
– Marcas de trefilação (marcas longitudinais) decorrentes do desgaste na região do cone 
de trabalho, provocado pela operação com fios de metais duros; 
– Trincas, que variam desde quebras de parte da ferramenta até fissuramentos 
superficiais, provocadas por diversos fatores como impurezas do material do fio e do 
lubrificante, defeito de fiação do núcleo da fieira em seu montante e redução excessiva; 
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– Rugosidades decorrentes de erros na operação de polimento ou de lubrificação 
deficiente no uso; 
– Riscos decorrentes de erros na operação de polimento. 
 
 Também devem ser considerados os defeitos típicos que podem surgir no 
processamento de preparação. 
 A laminação pode provocar no fio os seguintes defeitos: 
– Achatamento da secção, quando o fio laminado no penúltimo canal do cilindro de 
laminação não preenche o canal final; 
– Dobras longitudinais, causadas pela saída lateral do fio do canal provocando uma ou 
duas rebarbas que podem ser reduzidas nas passagens pelos canais seguintes; 
– Defeitos nas extremidades pelo corte não suficiente das extremidades da barra inicial. 
 
 A extrusão também provoca o aparecimento de defeitos no fio para 
trefilação. Desses, pode-se destacar: 
– Vazio formado na extremidade final do extrudado, devido ao modo de escoamento; 
– Riscos longitudinais, devido a marcas ou retenção de partículas duras na superfície de 
matriz; 
– Fissuras, causadas pelas temperaturas de trabalho muito elevadas. 
 
 Esses defeitos são transmitidos ao fio trefilado de forma mais ou menos intensa, 
conforme a sua natureza e as condições de trefilação, e podem ser revelados, muitas vezes, 
através do ensaio de torção (principalmente para casos em que se manifestam na superfície 
do fio, antes e após a trefilação): 
a) Diâmetro escalonado (causa: partículas duras retidas na fieira que depois se 
desprendem); 
b) Fratura irregular com estrangulamento (causas: esforço excessivo devido a 
lubrificação deficiente, excesso de espiras no anel tirante, anel tirante rugoso, anel 
tirante com diâmetro incorreto, redução excessiva); 
c) Fratura com risco lateral ao redor da marca de inclusão (causa: partícula dura inclusa 
no fio inicial proveniente da laminação ou extrusão); 
d) Fratura com trinca aberta em duas partes (causas: trincas provenientes da laminação); 
e) Marcas na forma de V ou fratura em ângulo (causas: redução grande e parte cilíndrica 
pequena com inclinação do fio na saída, ruptura de parte da fieira com inclusão de 
partícula no contato fio-fieira, inclusão de partículas duras estranhas); 
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f) Ruptura taça-cone (causas: redução pequena e ângulo de fieira muito grande com 
acentuada deformação da parte central). 
 
 
Figura 5 - 11: Defeitos típicos de produtos trefilados. 
 
 Muitas rupturas podem ser evitadas se conhecermos a causas que as 
geram. Algumas rupturas são inevitáveis e são provocadas, seja por má qualidade do fio 
máquina , seja por defeitos gerados no fio nas operações precedentes. 
 Outras dependem da maneira de conduzir-se a operação de trefilação e que podem 
ser evitadas: 
 
i) Ruptura Tipo Estricção 
 
Figura 5 - 12: Ruptura tipo estricção. 
Causas: normalmente a matéria-prima não é a causadora deste tipo de ruptura. A ruptura 
é ocasionada por uma forte tensão em relação a seção do fio. Uma forte redução 
de φ devido: 
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– Fieira precedente desgastada 
– A fieira onde ocorre a ruptura tem seu diâmetro de saída reduzido por 
acúmulo de material (latão). 
 
 
ii) Ruptura Tipo Borra 
Descrição: Um acúmulo de metal se forma na entrada do cone da fieira e o fio rompe-se 
como por estricção, por um esforço superior a carga de ruptura. 
 
Figura 5 - 13: Ruptura tipo borra. 
 
Causas: O cone de trabalho de fieira apresenta um ângulo vivo que raspa o fio. Verificar 
se a fieira está bem posicionada em seu suporte. Um depósito de impurezas entre 
a face da fieira e o porta-fieira pode modificar o alinhamento. Limpá-lo 
corretamente. 
 
 
iii) Ruptura Tipo Cone 
Descrição: São rupturas bem características e aparecem com freqüência. Estas rupturas 
indicam que houve um esforço anormal na deformação do metal dentro da 
fieira (decoesão causada por escoamento anormal do metal). 
 
Figura 5 - 14: Ruptura tipo come. 
 
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Causas: 
– Problemas ligados a matéria-prima tais como (segregações, inclusões, 
rectitudes) 
– Problemas ligados ao processo, como: 
– Tratamento térmico irregular, trefilação a seco em temperatura elevada, banho 
de trefilação sem lubrificação. 
– Verificar os φ das fieiras e fazer uma volta a mais no cabrestante anterior à 
fieira onde ocorre a ruptura. 
 
 
iv) Ruptura Tipo Palha 
O fio divide-se em 2 ou apresenta na região de ruptura um sulco alongado mais ou 
menos profundo e irregular, característico de um defeito de superfície oriundo das 
operações precedentes ou de matéria-prima. 
 
Figura 5 - 15: Ruptura tipo palha. 
 
 
v) Ruptura por presença de metal duro 
Descrição: Ruptura decorrente da existência de metal duro ( carbureto de tungstênio) 
incrustado no fio. 
Causas: Fieira estourada, ou partes de equipamento prensada contra o fio. Assemelha-se 
a um núcleo martensítico.30 
 
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VIII CONCLUSÃO 
 
 O processo de trefilação tem início com o fio-máquina, que é o material laminado a 
quente que não se fabrica em diâmetros menores que 5,5 mm. Tem prosseguimento com o 
tratamento térmico, pois a estrutura do material laminado a quente, conhecido como fio-
máquina, o torna inadequado para o trabalho a frio, por apresentar granulação não-
homogênea e defeitos internos e superficiais. O tratamento térmico mencionado é 
comumente denominado de recozimento. 
 Recorre-se também a recozimentos intermediários, pois cada passe de redução da 
seção transversal o material sofre um encruamento verificado pela elevação da tensão de 
escoamento do material que, ao atingir um certo valor, torna a trefilação impraticável. 
 Por outro lado, durante as etapas de recozimento, devido a fatores como 
temperatura, tempo de recozimento e componentes da atmosfera de recozimento, o aço 
adquire uma película superficial de óxido que deve ser eliminada anteriormente à 
trefilação, devido ao maior coeficiente de atrito correspondente quando comparada com a 
superfície metálica nua. O processo utilizado para eliminação da película superficial de 
óxido é a decapagem. 
 A decapagem é uma etapa também necessária entre as diversas etapas de trefilação, 
não somente para eliminação de óxidos, mas principalmente para obtenção de uma 
superfície que retenha eficientemente o lubrificante e é realizada pela passagem dos rolos 
de arame por sistemas mecânicos (decapagem mecânica) ou por tanques em meio químico 
(decapagem química) . 
 Como mencionado, a determinação dos esforços é vital no processo de 
trefilação. Diversos pesquisadores, como Avitzur [1983], Bonzel [1935], Rowe [1965], 
Wistreich [1958], têm dedicado muito tempo a esse estudo. Além desses pesquisadores, 
muitos outros têm trabalhado no sentido de estabelecer uma relação entre a força 
necessária para a trefilação e as diversas variáveis como: geometria de ferramenta, 
lubrificação, temperatura e velocidade. A lubrificação, e conseqüentemente o atrito, é um 
dos principais fatores considerados ainda sem solução estabelecida. 
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ENGENHARIA DE PRODUÇ ÃO 
PROCESSOS DE FABRICAÇ ÃO IV 
Alexandre Alvarenga Palmeira, MSc 
 
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 Estudos sobre atrito têm início com Leonardo da Vinci, no século XV dando 
continuidade com Parent, Hire, Belidor, mas principalmente Amontons, no século 
dezessete, que estudou detalhadamente a influência da rugosidade. Coulomb, 100 anos 
após Amontons, dá sua importante contribuição explicando a diferença entre atrito 
dinâmico e estático. Finalmente, 250 anos após Amontons, Holm (1946) e Bowden-Tabor 
(1950) encerram a visão do fenômeno do atrito pela hipótese da rugosidade e dão início ao 
estudo da hipótese da aderência interfacial associada à deformação plástica. Como pode-se 
verificar, o estudo do atrito é antigo, mas muitos dos seus aspectos fundamentais ainda não 
estão totalmente esclarecidos. 
 Define-se atrito como a resistência ao movimento relativo de dois corpos em 
contato direto. Em processos por conformação, esse movimento ocasiona deformações 
plásticas, aquecimento e desgaste, o que resulta em perda de eficiência e solicitação de 
maior potência. Isto deve-se ao fato que as superfícies, ainda que cuidadosamente 
trabalhadas, quando examinadas ao microscópio, apresentam-se constituídas de saliências e 
reentrâncias que ocasionam interação e intertravamento superficial.