Processo de Extrusão de Metais

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CONFORMAÇÃO PLÁSTICA
Extrusão
Animação
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Extrusão
A extrusão é um processo que modifica a geometria e 
dimensões de um corpo metálico pela sua passagem por uma 
matriz que lhe confere a forma e dimensões finais, por meio da 
ação de um pistão acionado pneumática ou hidraulicamente.
o Classificação dos processos de extrusão:
oExtrusão a quente;
oExtrusão a frio;
oExtrusão hidrostática;
o Variáveis do processo:
oDeformação, lubrificação e defeitos na extrusão;
oEquipamentos para extrusão;
oGeometria de peças extrudadas.
Extrusão
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• Prensas hidráulicas com capacidade de 1000 a 8000 t;
•Equipamentos Auxiliares:
• Sistemas de corte de barras;
• Sistemas de retrocesso do pistão;
• fornos para aquecimento de tarugos (indutivos para
maior rapidez e uniformidade de aquecimento);
• Controle da atmosfera de aquecimento.
Equipamentos de Extrusão
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Equipamentos de Extrusão
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Ferramental de Extrusão
• Êmbolos, recipientes e matrizes fabricadas em
aços para trabalho a quente, ligados ao Cr, V, Mo,
W e Ni;
• em aços para trabalho a frio ligados ao Cr, V, Mo
e W;
• matrizes com núcleo de METAL DURO para
grandes produções;
•matrizes com geometrias específicas para grupos
de ligas metálicas extrudadas.
Extrusão
A extrusão é um processo de compressão indireta:
Reação à pressão do pistão exercida pelas 
paredes da matriz.
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Características
• Componentes com excelente tolerâncias dimensionais;
• Processo semi-contínuo, pois cada tarugo é extrudado
individualmente;
• Produz na sua grande maioria produtos semi-
acabados;
• Perfis com seção transversal constante, simples ou 
complexos além de perfis tubulares;
• Os materiais mais comuns usados na extrusão são: 
Alumínio, cobre, latão, aço baixo carbono e chumbo.
• Deformação Verdadeira: 2-5;
• Velocidade: 0,1-1m/s.
Produtos típicos
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Produtos típicos
Tipos de Extrusão
• Extrusão direta
• Extrusão Lateral
• Extrusão inversa
• Extrusão hidrostática
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EXTRUSÃO DIRETA
Na extrusão direta o tarugo de metal é pressionado por
um embolo a passar pela matriz. O sentido de avanço do
embolo é o mesmo da saída do produto. Normalmente
realizada a quente devido a grandes reduções de seção
transversal, usando prensas hidráulicas horizontais, com
confecção de produtos com comprimento limitados.
Extrusão
EXTRUSÃO INDIRETA
Na extrusão indireta, um embolo vazado
pressiona a matriz contra o tarugo. O sentido
de avanço do embolo é contrário ao de saída
do produto.
Extrusão
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EXTRUSÃO INDIRETA
É largamente empregado na fabricação de tubos e
recipientes de ligas de alumínio, realizado a frio
(temperatura ambiente). Existem algumas limitações
na carga devido o embolo utilizado ser vazado.
Extrusão
EXTRUSÃO INDIRETA
Na extrusão indireta não há movimento
relativo entre o tarugo e as paredes do
container, além disso a pressão de extrusão é
aproximadamente constante com o aumento
do percurso do embolo e representa a tensão
necessária para deformar o metal através da
matriz.
Extrusão
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Extrusão
EXTRUSÃO LATERAL
Extrusão
Movimento do material extrudado ocorre em direção 
oblíqua da direção de movimentação do punção
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EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA
Na extrusão hidrostática o diâmetro do tarugo
é menor que o diâmetro da câmara, que é
preenchida por um fluido, sendo que o tarugo
não entra em contato com as paredes do
recipiente.
Extrusão
Extrusão
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EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA
Neste processo são fabricadas pequenas
peças dos mais variados materiais, com
formas de grau de complexidade elevado e
excelente qualidade dimensional e superficial.
Extrusão
EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA
É realizada usualmente a temperatura
ambiente em prensas verticais, em geral
usando óleo vegetal como meio fluido,
combinando as qualidades de viscosidade e
lubrificação.
Extrusão
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Extrusão
EXTRUSÃO A QUENTE
É feita em temperatura elevada para ligas
que não tenham suficiente ductilidade a
temperatura ambiente, de forma a reduzir as
forças necessárias durante o processo.
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EXTRUSÃO A QUENTE
� Grandes reduções de seção numa só etapa;
�Fabricação de produtos semi-acabados (barras) e acabados
(perfis e tubos);
� Desgaste da matriz é excessivo;
� Esfriamento do tarugo na câmara com deformações não-
uniformes;
� Formação de filme de óxido que afeta o comportamento
do fluxo do metal.
Extrusão
Extrusão
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Extrusão
EXTRUSÃO A FRIO
A precisão da conformação a frio pode resultar
numa alta produção de componentes com
bom controle dimensional e bom acabamento
superficial.
Extrusão
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EXTRUSÃO A FRIO
Devido ao intenso encruamento que ocorre, é
possível usar materiais mais baratos com
baixo teor de elementos de liga.
Extrusão
EXTRUSÃO A FRIO
Este processo foi aceito na indústria de
ferramentas e componentes para automóveis,
motocicletas, bicicletas, acessórios e
máquinas agrícolas. Fabrica-se produtos de
até 45 kg e com comprimento de até 2 m.
Extrusão
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FORÇAS NA EXTRUSÃO
A força na extrusão depende de diversos fatores, entre eles a resistência do
material, relação extrusão, da fricção na câmara e na matriz, da temperatura
e velocidade de extrusão.
A força ideal de extrusão é dada pela seguinte equação:
Sendo:
F: Força de extrusão
Ao: Área da seção transversal do tarugo antes da extrusão
K: Constante de extrusão.
Af: Área da seção transversal do tarugo após a extrusão








=
fA
A
KAF 00 ln..
Força de extrusão
Extrusão
Extrusão
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FORÇAS NA EXTRUSÃO
A força de atrito é dada pela seguinte equação:
Sendo:
U: Perímetro interno do container
l0 : Comprimento inicial do tarugo
µ: Coeficiente de atrito
K: Constante de extrusão
KIUFa ... 0 µ=
aMÁX FFF +=
Força de atrito
Força máxima
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Deformação na Extrusão
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Fatores que interferem na extrusão
Alguns fatores influenciam o processo de
extrusão:
� Homogeneidade da composição
� Estrutura da matéria prima
� Temperatura de operação
� Pressão de trabalho
� Velocidade de trabalho
Extrusão
Fatores que interferem na extrusão
Extrusão
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Defeitos na extrusão
As trincas na superfície são originadas pelas
tensões de tração longitudinais geradas conforme
a peça passa pela matriz.
No processo a quente este trincamento é
intergranular e está associado com a fragilidade a
quente, onde a causa mais comum é a velocidade
excessiva do embolo para a temperatura de
extrusão.
Trincas na superfície
Extrusão
Defeitos na extrusão
Em temperaturas mais baixas onde a fragilidade a
quente não ocorre, acredita-se que o trincamento
transversal é causado pelo engripamento
momentâneo na saída da matriz e o aumento
repentino da pressão, ocorrendo então o arranque
desse material.
Trincas na superfície
Extrusão
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Defeitos na extrusão
No trincamento interno, ocorre o desenvolvimento de fissuras no
centro do tarugo, mais conhecidas como trinca centrais, fratura tipo
ponta de flexa ou chevron. Este defeito é atribuído á tensão
hidrostática de tração na linha central, com a tendência a formação de
fissuras centrais aumenta com o crescimento da fricção e da relação
de extrusão, encontrados na extrusão de tubos.
Trincamento interno
Extrusão
Extrusão
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(a) Al puro, AlMn, AlMgSi
(b) AlCuMg, AlMg, AlZnMg
(c) MgAl, MgZnZr
(d) PbCu, PbSb
(e) CuZnPb
(f) CuCd, CuSb
(g) ligas de Zn
(h) Aços
(i) Ligas deTi
(k) Ligas de Ni, Cr (altas T)
Geometria das matrizesExtrusão
EXERCÍCIOS
1. Como é realizada a extrusão a frio? Quais as suas características, vantagens e 
desvantagens?
2. Como é realizada a extrusão a quente? Quais as suas características, vantagens e 
desvantagens?
3. Como é realizada a extrusão direta? Quais as suas características, vantagens e 
desvantagens?
4. Como é realizada a extrusão indireta? Quais as suas características, vantagens e 
desvantagens?
5. Como é realizada a extrusão hidrostática? Quais as suas características, vantagens e 
desvantagens?
6. Quais são os fatores que influenciam o processo de extrusão?
7. Quais os principais defeitos das peças fabricadas por processo de extrusão?
8. Quais as suas características, vantagens e desvantagens das prensas horizontais nos 
processos de extrusão?
9. Quais as suas características, vantagens e desvantagens das prensas verticais nos 
processos de extrusão?
10. Quais os critérios para a escolha dos perfis das ferramentas para extrusão?
Extrusão