Trefilação - Apresentação

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TREFILAÇÃO 
Prof. Eng. Valmir Demarchi 
ÍNDICE 
• Definição do processo; 
• Origem; 
• Máquinas de trefilar; 
• Matéria prima - fio máquina; 
• Fieira; 
• Cálculos básicos; 
• Tipos de trefilação; 
• Estrutura do material; 
• Tratamento térmico; 
• Atrito e lubrificação; 
• Característica do processo; 
• Vantagens e desvantagens; 
• Produtos e aplicações; 
• Defeitos; 
• Conclusão. 
QUAL O CONCEITO DE TREFILAÇÃO? 
O QUE É TREFILAÇÃO? 
Processo de fabricação que é possível obter produtos de 
grande comprimento continuo, seções pequenas, boa 
qualidade de superfície e excelente controle dimensional. 
APLICAÇÃO DIÁRIA DA TREFILAÇÃO 
• Fios elétricos; 
• Cabos de aço; 
• Arames; 
• Entre outros produtos. 
POR QUE TREFILAÇÃO? 
ORIGEM DA TREFILAÇÃO 
• Primeiros fios; 
• Alemanha e França, século XIII 
• Pennsylvania (EUA), 1925. 
TIPOS DE MÁQUINAS DE TREFILAÇÃO 
• Exercem diferentes esforços; 
• Diâmetro do fio; 
• Lubrificação. 
MÁQUINAS DE TREFILAR QUE EXERCEM 
DIFERENTES ESFORÇOS 
• Sem deslizamento; 
• Com deslizamento. 
MÁQUINAS DE TREFILAR SEM 
DESLIZAMENTO 
Peças principais: 
• Desbobinadeira; 
• Anel tirante e Acumulador; 
• Roldana; 
• Matriz; 
• Bobinadeira. 
MÁQUINAS DE TREFILAR SEM 
DESLIZAMENTO 
MÁQUINAS DE TREFILAR SEM 
DESLIZAMENTO 
MÁQUINAS DE TREFILAR COM 
DESLIZAMENTO 
O funcionamento é semelhante ao das maquinas sem 
deslizamento, seu diferencial é a maneira que acumula o fio. 
MÁQUINAS DE TREFILAR COM 
DESLIZAMENTO 
MÁQUINAS DE TREFILAR COM 
DESLIZAMENTO 
MÁQUINAS DE TREFILAR PELO 
DIÂMETRO DO FIO 
• Barras e Tubos; 
• Fios grossos; 
• Fios médio; 
• Fios finos; 
• Fios capilares. 
MÁQUINAS DE TREFILAR BARRAS 
MÁQUINAS DE TREFILAR FIOS GROSSOS 
MAQUINAS DE TREFILAR FIOS MÉDIOS 
E FINOS 
MÁQUINAS DE TREFILAR FIOS CAPILARES 
MÁQUINAS DE TREFILAR PELO TIPO DE 
LUBRIFICAÇÃO 
• Sistema de imersão; 
• Sistema de aspersão. 
MATÉRIA PRIMA 
• Fio máquina (laminação a quente) 
MATÉRIA PRIMA 
• Barras e tubos (extrusão) 
MATÉRIA PRIMA 
Normas no mercado nacional para a fabricação do fio 
máquina: 
 
• NBR 6354 - Características dimensionais 
• NBR 6330 - Qualidade superficial 
MATÉRIA PRIMA 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
• Estojo (aço ou latão) 
 -Dissipação de calor; 
 -Redução de custo; 
 -Intercambiável 
• Núcleo (metal duro) 
 -Resistencia ao desgaste e a fadiga; 
 -Altas velocidades de produção; 
 -Durabilidade; 
 -Possibilitar um acabamento liso e brilhante 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
Outros materiais utilizados para fabricação do núcleo: 
• Diamantes (Industriais ou Naturais) 
• Carboneto de tungstênio sinterizado (WC) 
• Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura) 
• Aços ligas especiais (Cr-Ni, Cr-Mo, Cr-W, etc.) 
• Ferro fundido branco 
• Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados) 
 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
Velocidade de trabalho: 
 
• 10 m/s para fios de aço, 
• 20 m/s para fios de cobre 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
Núcleo da fieira pode ser dividido em: 
 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
FERRAMENTA (MATRIZES ) 
Máquina utilizada para o 
ponteamento do material 
facilitando a entrada na fieira. 
 
 
CONCEITOS DE T x ε 
Relação de proporcionalidade 
σ=E . ε 
Onde: 
σ - tensão aplicada [MPa] 
E - módulo de elasticidade [GPa] 
ε - deformação [%] 
 
Obs. A deformação será proporcional a tensão somente na fase elástica. 
CONCEITOS DE T x ε 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
A fieira muda o estado de tensões no material em relação 
à tração pura, pela imposição de tensões de compressão 
(compressão indireta). A consequência disto é um aumento 
do cisalhamento máximo (δmáx.) sem necessidade do 
aumento da tensão de trefilação (σtref.). 
 
 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
Encruamento exagerado: 
 
• Excesso de redução; 
• Atrito. 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
σt re f . ≤ C x σysF im 
 
Onde: 
C = 80% (Shey em Button, 2002) ou 
C = 75% (Schaeffer, 1999) 
 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
• Ângulo critico da fieira: 
 
 
Sendo: 
α: ângulo ótimo fieira 
µ: coeficiente atrito 
Ao: área transversal inicial 
Af : área transversal final 
 
• Força ideal de trefilação: 
 
 
 
Sendo: 
σe: tensão escoamento do material 
εa: deformação verdadeira 
Ao : área transversal inicial 
Af : área transversal final 
 
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO 
TIPOS DE TREFILAÇÃO 
• A quente; 
• A frio. 
TREFILAÇÃO A QUENTE 
TREFILAÇÃO A FRIO 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
APÓS O PROCESSO 
• A cada passe de trefilação, a barra sofre alterações 
dimensionais, sendo elas: 
 - Seção transversal é reduzida; 
 - Comprimento aumenta. 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
APÓS O PROCESSO 
• Fio-máquina. 
 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
APÓS O PROCESSO 
A cada passe de trefilação a barra vai encruando. 
 
Efeitos do encruamento: 
• Aumento da resistência mecânica; 
• Aumento da dureza; 
• Diminuição da ductilidade, que reduz o alongamento e a 
estricção da barra. 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
APÓS O PROCESSO 
PROPRIEDADES MECÂNICAS 
APÓS O PROCESSO 
Encruamento em aços baixo carbono: 
 PROPRIEDADE Estado Recozido 
Encruado 
com 30% de 
redução 
Encruado com 
60% de 
redução 
 Limite de proporcionalidade (MPa) 190 110 70 
 Limite de escoamento (MPa) 240 515 665 
 Limite de resistência à tração (MPa) 400 555 675 
 Alongamento em 4" (%) 41,7 22,0 10,5 
 Estricção (%) 65,8 58,0 43,0 
PREPARAÇÃO DO FIO-MÁQUINA 
Limpeza superficial e retirada dos óxidos 
 
• Tratamentos mecânicos 
• Tratamentos químicos 
 
 
 
TRATAMENTOS MECÂNICOS 
• Rebarbação 
• Descarepação 
TRATAMENTO QUÍMICO 
Decapagem (retirada de óxidos) 
• Imersão em meio ácido 
• Lavagem 
• Capeamento de cal 
TRATAMENTO QUÍMICO 
 
TRATAMENTOS TÉRMICOS 
• Recozimento 
• Patenteamento 
TRATAMENTOS TÉRMICOS 
Recozimento 
• Aços de baixo teor de carbono (C < 0,25%) 
• Tipo: recozimento sub-crítico de recuperação 
• Temperaturas de 550°C a 650°C 
• Não há mudança de microestruturas 
• Propriedades: mais ductilidade e leve redução da 
dureza 
 
 
TRATAMENTOS TÉRMICOS 
Patenteamento 
• Tratamento específico da trefilação 
• Mais utilizados em aços de médio alto teor de carbono 
• Meios de resfriamento: ar, chumbo ou sais 
• Temperatura de resfriamento: entre 450 e 550°C 
• Objetivo: formar perlitas finas ou bainitas 
ATRITO 
• O que é? 
 
• Sua influência no processo 
LUBRIFICAÇÃO 
• O que é? 
 
• Lubrificantes 
-Sólidos; 
-Líquidos; 
-Gasoso. 
IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO 
• Redução de atrito 
 
• Redução de desgaste 
 
• Controle da deformação 
LUBRIFICAÇÃO NA TREFILAÇÃO 
 
 
 
TIPOS DE LUBRIFICAÇÃO 
• Lubrificação úmida 
 
• Lubrificação seca 
 
• Lubrificação úmida e eletrolítica 
 
• Lubrificação com pastas e graxas 
CARACTERÍSTICAS DA TREFILAÇÃO 
VANTAGENS E DESVANTAGENS 
CARACTERÍSTICAS 
 
O processo de trefilação atualmente é o mais utilizado 
para fabricação de fios, barras e tubos. Entre as 
características do processo, podemos citar: 
CARACTERÍSTICAS 
• Aumento da resistência mecânica durante o processo 
 
CARACTERÍSTICAS 
• A preparação da matéria prima para a trefilação 
• Deve-se ter uma lubrificação e refrigeraçãoadequada 
• O calor gerado na trefilação 
 
VANTAGENS 
 
O processo de conformação mecânica por trefilação é 
muito vantajoso em comparação com outros processos de 
fabricação mecânica, principalmente porque tem melhor 
precisão. Entre as principais vantagens, estão: 
 
VANTAGENS 
• O material pode ser estirado e reduzido em secção 
transversal mais do que com qualquer outro processo; 
• Podem-se aplicar altas velocidades; 
• Durante processo, pode-se manipular a propriedade 
mecânica desejada. 
VANTAGENS 
• Boa qualidade superficial, uniformemente limpa e polida; 
 
VANTAGENS 
• Melhor acabamento e resistência à fadiga; 
• Excelente controle dimensional. 
DESVANTAGENS 
 
 Na trefilação podemos ter muitas vantagens em relação 
a outros processos, porém há desvantagens que não 
podemos deixar de estar cientes que existam. Entre estas 
desvantagens estão: 
DESVANTAGENS 
• Geração de tensões residuais; 
• Pequena diminuição dimensional por fieira; 
• Dificuldade para se fazer análises experimentais. 
ANÁLISES EXPERIMENTAIS 
 
Na trefilação têm-se muita dificuldade para se fazer 
análises experimentais. As mais utilizadas são: 
ANÁLISES EXPERIMENTAIS 
 
• Ensaios mecânicos; 
• Ensaios metalógrafos; 
• Verificação metrológica; 
• Simulações computacionais; 
 
ANÁLISES EXPERIMENTAIS 
O que visa melhorar: 
 
• A velocidade de trefilação; 
• Pequenas forças de trefilação; 
• Trefilados de qualidade mecânica e metalúrgica. 
 
A classificação dos trefilados é realizada inicialmente em 
função do tipo de produto: barra, tubo e arame ou fio. 
BARRAS Ø > 2 5 m m 
 
ARAMES 
OU FIOS 
 
C o m u n s 
G r o s s o s 2 5 > Ø > 5 m m 
M é d i o s 5 > Ø > 1 , 6 m m 
F i n o s 1 , 6 > Ø > 0 , 7 m m 
E s p e c i a i s Ø < 0 , 0 2 m m 
TUBOS Tr e f i l a d o s d e d i f e r e n t e s f o r m a s 
PRODUTOS TREFILADOS 
TREFILAÇÃO DE BARRAS 
Molas 
 helicoidais 
Hastes para amortecedores 
• Eixos; 
• Peças para a indústria mecânica em 
geral; 
• Implementos agrícolas e rodoviários; 
• Fixadores; 
• Ferramentas; 
CORRENTES 
TREFILAÇÃO DE ARAMES E FIOS 
•O arame passa através de varias matrizes, numa operação 
continua, até ser reduzido ao ser tamanho final, com a 
redução por passe de 15 a 25 %. 
 
•Para arames grossos utiliza-se apenas um tambor, com 
reduções de 20 a 50%. 
PREGOS 
APLICAÇÕES 
FIOS ELETRICOS 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
 Sem Suporte Interno 
Superfície interna se torna irregular. 
 
 Com Mandril Passante 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
A espessura da parede da peça 
passa por uma redução.. 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
Com Bucha (Plug) Fixo. 
Ambos os diâmetros são 
controlados. 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
Com Bucha (Plug) 
Flutuante. 
Plug é mantido centrado e 
posicionado em seu lugar 
através das forças de 
compressão e pelas de atrito 
atuando em sentido contrário. 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
TREFILAÇÃO DE TUBOS 
• · Indústria automobilística; 
• · Indústria de máquinas e equipamentos ; 
• · Indústria de móveis, produtos 
alimentícios. 
 
APLICAÇÕES 
DEFEITOS NA TREFILAÇÃO 
• Achatamento da secção: 
• Dobras longitudinais: 
• Defeitos nas extremidades: 
 
DEFEITOS CAUSADOS NA PREPARAÇÃO 
DA MATÉRIA-PRIMA 
 
• Anéis de trefilação (marcas circunferências e transversais) 
• Marcas de trefilação (marcas longitudinais) 
• Trincas 
• Rugosidades 
• Riscos 
 
DEFEITOS RELACIONADOS À FIEIRA 
DEFEITOS TÍPICOS DE PRODUTOS 
TREFILADOS. 
 
DIÂMETRO ESCALONADO: 
 
FRATURA IRREGULAR 
FRATURA COM RISCO LATERAL AO REDOR 
DA MARCA DE INCLUSÃO 
FRATURA COM TRINCA 
MARCAS EM FORMA DE V OU 
FRATURA EM ÂNGULO 
RUPTURAS 
RUPTURA TIPO ESTRICÇÃO 
RUPTURA TIPO BORRA 
RUPTURA TIPO CONE 
RUPTURA TIPO PALHA 
RUPTURA POR PRESENÇA DE METAL DURO 
Existência de metal duro (carbureto de tungstênio) incrustado 
no fio. 
 
Causas: 
 
• Fieira estourada, ou 
• Partes do equipamento que ficam prensadas contra o fio. 
CONCLUSÃO 
GRUPO 
Yan Felipe de O. Cavalcante 100947 
Ancarlisson dos Santos Araújo 098492 
Pedro Augusto dos Santos 101773 
Gustavo Gomes Fuschini 102369 
Caroline C. Machado 100917 
Clodoaldo Do Rosário Santos 104693 
Michelle C. de Oliveira Bezerra 104172 
Érica dos Santos Barreto 100860 
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	MATÉRIA PRIMA
	MATÉRIA PRIMA
	MATÉRIA PRIMA
	MATÉRIA PRIMA
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	FERRAMENTA (MATRIZES)
	CONCEITOS DE T x ε
	CONCEITOS DE T x ε
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
	TIPOS DE TREFILAÇÃO
	TREFILAÇÃO A QUENTE
	TREFILAÇÃO A FRIO
	PROPRIEDADES MECÂNICAS APÓS O PROCESSO
	PROPRIEDADES MECÂNICAS APÓS O PROCESSO
	PROPRIEDADES MECÂNICAS APÓS O PROCESSO
	PROPRIEDADES MECÂNICAS APÓS O PROCESSO
	PROPRIEDADES MECÂNICAS APÓS O PROCESSO
	PREPARAÇÃO DO FIO-MÁQUINA
	TRATAMENTOS MECÂNICOS
	TRATAMENTO QUÍMICO
	TRATAMENTO QUÍMICO
	TRATAMENTOS TÉRMICOS
	TRATAMENTOS TÉRMICOS
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	TRATAMENTOS TÉRMICOS
	Número do slide 58
	ATRITO
	LUBRIFICAÇÃO
	IMPORTÂNCIA DA LUBRIFICAÇÃO
	LUBRIFICAÇÃO NA TREFILAÇÃO
	TIPOS DE LUBRIFICAÇÃO
	CARACTERÍSTICAS DA TREFILAÇÃO
	CARACTERÍSTICAS
	CARACTERÍSTICAS
	CARACTERÍSTICAS
	�VANTAGENS�
	VANTAGENS
	VANTAGENS
	VANTAGENS
	DESVANTAGENS�
	DESVANTAGENS
	ANÁLISES EXPERIMENTAIS
	ANÁLISES EXPERIMENTAIS
	ANÁLISES EXPERIMENTAIS
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	DEFEITOS NA TREFILAÇÃO
	DEFEITOS CAUSADOS NA PREPARAÇÃO�DA MATÉRIA-PRIMA�
	DEFEITOS RELACIONADOS À FIEIRA
	DEFEITOS TÍPICOS DE PRODUTOS TREFILADOS.�
	DIÂMETRO ESCALONADO:�
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