Aula - Forjamento

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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 
AULA 4 
FORJAMENTO 
FORJAMENTO 
 Ferreiro – 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; 
 
 Esse processo de conformação mecânica, tão antigo quanto o 
uso dos metais, é o forjamento. 
FORJAMENTO 
 Forjamento – é um processo de conformação mecânica em 
que o material é deformado por martelamento ou 
prensagem; 
 
 É empregado para a fabricação de produtos acabados ou 
semi-acabados de alta resistência mecânica, destinados a 
sofrer grandes esforços e solicitações em sua utilização. 
FORJAMENTO 
 A ação das matrizes se dá mediante a aplicação de golpes 
rápidos e repetidos (martelos de queda livre ou acionados) 
ou pela aplicação lenta de intenso esforço compressivo 
(prensas). 
FORJAMENTO 
Forjamento livre ou em matriz aberta 
 
 Manual 
 Maquina 
 
Forjamento em matriz fechada 
 
FORJAMENTO LIVRE 
 É conformar por pressão com ferramentas que se movimentam umas 
contra as outras e que não contêm a forma da peça ou somente a 
contêm em parte; 
 
 A moldagem livre é apropriada para a confecção de peças de 
tamanhos diversos, que devem receber formas simples e lisas com 
superfícies planas ou uniformemente redondas. 
 
FORJAMENTO LIVRE: MANUAL 
 Pode ser realizado com o auxílio da força muscular 
(forjamento livre manual), ou com o auxílio ,das prensas ou 
máquinas de forjar; 
 
 No forjamento livre manual é comum o uso da bigorna como 
elemento de apoio: 
FORJAMENTO LIVRE: MARTELAMENTO 
 É feito aplicando-se golpes rápidos e sucessivos no metal; 
 
 A pressão máxima acontece quando o martelo toca o metal, 
decrescendo rapidamente de intensidade 
 à medida que a energia do golpe é 
 absorvida na deformação do material; 
 
 Massa de 200 a 3000 kg que cai 
 livremente ou é impulsionada de uma 
 altura entre 1e 3,5 m; 
 
 Pontas de eixo, Virabrequim, discos de 
 turbinas são exemplos de produtos 
 forjados fabricados por martelamento. 
 
 
 
 O metal fica sujeito à ação da força de compressão em baixa 
velocidade e a pressão atinge seu valor máximo pouco 
antes de ser retirada, de modo que as camadas mais 
profundas da estrutura do material são 
 atingidas no processo de 
 conformação; 
 
 A deformação resultante é, então, 
 mais regular do que a produzida 
pela ação dinâmica do martelamento; 
 
 Palhetas de turbinas e forjados 
de liga leve são produtos fabricados 
por prensagem. 
 
FORJAMENTO LIVRE: PRENSAGEM 
FORJAMENTO LIVRE: PRENSAGEM 
 É realizado por prensas mecânicas ou hidráulicas; 
 
 As prensas mecânicas podem aplicar cargas entre 100 e 
8.000 toneladas. As prensas hidráulicas podem aplicar 
cargas entre 300 e 50.000 toneladas. Elas são bem mais 
caras que as prensas mecânicas; 
 
 As operações de forjamento são realizadas a quente, em 
temperaturas superiores às de recristalização do metal; 
 
 Alguns metais não-ferrosos podem ser forjados a frio. 
FORJAMENTO LIVRE: PRENSAGEM 
FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA 
 
MATRIZ ABERTA 
OPERAÇÕES DE FORJAMENTO 
MATRIZ ABERTA 
Estiramento 
 
Visa aumentar o comprimento de uma peça às custas da sua 
espessura; 
Estiramento 
Encalcamento 
 
Variedade de estiramento em que se reduz a secção de uma 
porção intermediária da peça, por meio de uma ferramenta ou 
impressão adequada. 
OPERAÇÕES DE FORJAMENTO 
MATRIZ ABERTA 
Encalcamento 
OPERAÇÕES DE FORJAMENTO 
Rolamento 
 
Operação de distribuição de massa ao longo do comprimento da 
peça, mantendo-se a secção transversal redonda enquanto a 
peça é girada em torno do seu próprio eixo. 
Rolamento 
OPERAÇÕES DE FORJAMENTO 
Alargamento 
 
Aumenta a largura de uma peça reduzindo sua espessura. 
Alargamento 
OPERAÇÕES DE FORJAMENTO 
Furação 
 
Abertura de um furo em uma peça, geralmente por meio de um 
punção de formato apropriado. 
Furação 
FORJAMENTO LIVRE 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 Neste processo, o forjamento é realizado em matrizes fechadas, 
que conformam a peça de acordo com uma forma definida e 
precisa; 
 
 Parte inferior da matriz presa e parte superior no martelo; 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 O material aquecido acima da temperatura de recristalização, 
flui e preenche completamente a cavidade das duas meias 
matrizes; 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 A matriz apresenta uma cavidade extra em sua periferia e 
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; 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 Uma peça forjada acabada geralmente não é conformada em 
um só golpe, porque tanto a direção quanto a extensão na 
qual o metal pode escoar são pequenas; 
 
 Para a confecção de uma única peça são necessárias várias 
matrizes. 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
MATERIAL DAS MATRIZES 
 São aços especiais, tipo ferramenta, carbono de médio a alto teor e 
elementos de liga. Os materiais são tratados termicamente. 
FORJAMENTO ROTATIVO 
 É um processo de redução da área da seção transversal de 
barras, tubos ou fios, com a aplicação de golpes radiais 
repetitivos; 
 
 As matrizes são cônicas, elas abrem e fecham rapidamente 
enquanto a peça gira sendo introduzida na matriz. 
EIXOS VIRABREQUINS 
EIXOS VIRABREQUINS 
DEFEITOS EM 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; 
 
 Trincas 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. 
DEFEITOS EM PRODUTOS FORJADOS 
 Trincas internas - originam-se no interior da peça, como 
conseqüência de tensões originadas por grandes deformações; 
 
 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 e rebarbas, colocação inadequada do material na 
matriz; 
 
 Incrustações de óxidos - causadas pela camada de óxidos que 
se formam durante o aquecimento. Essas incrustações 
normalmente se desprendem mas, ocasionalmente, podem 
ficar presas nas peças. 
DEFEITOS EM PRODUTOS FORJADOS 
 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. 
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