Apostila Processos de Fabricação

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Bruno Moreira - Processos de fabricação – 2015 
Prof. Felipe Oliveira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sumário 
2 - Materiais metálicos .................................................................................................................................. 3 
3 - Fundição ................................................................................................................................................... 8 
4 - Laminação ............................................................................................................................................... 25 
5 - Extrusão ................................................................................................................................................... 32 
6 - Forjamento .............................................................................................................................................. 34 
7 - Estampagem ............................................................................................................................................ 44 
8 - Trefilação ................................................................................................................................................ 50 
9 - Outros processos de conformação mecânica ...................................................................................... 51 
10 - Metalurgia do pó .................................................................................................................................... 54 
11 - Soldagem ............................................................................................................................................... 64 
12 - Usinagem ............................................................................................................................................... 76 
13 - Tratamento térmico .............................................................................................................................. 98 
14 - Tratamento superficiais ..................................................................................................................... 107 
15 – Materiais plásticos ............................................................................................................................. 112 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 - Materiais Metálicos 
2.1 - Classificação de materiais 
a. Materiais Metálicos. 
- Ferrosos: aço, ferro fundido. 
- Não-ferrosos: Al, Cu, Zn, Pg, Sn, Ti. 
b. Materiais não-metálicos: 
- Naturais: madeira, couro. 
- Sintéticos: plástico, borracha, cerâmica, vidro, compósitos. 
 
2.2 - Definições 
a. Metal: material composto por elementos químicos detropositivos que, quando em estado sólido, possui 
estrutura na forma de cristais (unidos por ligações ditas metálicas). 
b. Liga: mistura de átomos de dois ou mais elementos onde pelo menos um é metal (solução sólida). 
- Elementos de liga: elementos, metálicos ou não, que são adicionados a um metal (chamado de metal-base) 
de tal maneira que melhoram alguma propriedade deste. 
 
2.3 - Histórico 
a. 8000a.C.: utensílios primitivos em Au. 
b. 7000a.C.: ferramentas primitivas em Cu e bronze (Rússia). 
c. 3500a.C.: ferramenta forjada em Fe. 
d. 1000a.C.: ferros primitivos (China). 
 
2.4 - Disponibilidade na superfície terrestre 
a. Metais puros: Au, Ag, Pt. 
b. Minérios: combinações de metais com outros elementos formando óxidos (O), sulfetos (S), Hidretos (H20) e 
carbonatos (C). 
 
2.5 - Estruturas dos metais 
a. Cristal: sólidos formados pelo agrupamento de átomos em geometria bem definida, que se repete nas três 
dimensões, formando os chamados ‘grãos’. 
- Cúbico de corpo centrado (CCC): Fe, Cr. 
- Cúbico de face centrada (CFC): Al, Ni, Cu, Pt, Pb, Au, Ag. 
- Hexagonal compacto (HC): Zn, Cd. 
 
Figura 1 
b. Número de coordenação: número de átomos vizinho a cada átomo. 
c. Densidade de empacotamento: fração do volume ocupado pelos átomos do cristal em relação ao seu volume 
total. 
 
 
 
 
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2.6 - Propriedade dos materiais 
a. Propriedade física: 
- Propriedade mecânica: determinam a capacidade do material de transmitir ou resistir a esforços a ele 
aplicados. 
 Resistência mecânica: propriedade associada à capacidade de resistência do material à ação de 
determinados tipos de esforços (tração, compressão, cisalhamento, torção, flexão, flambagem, etc.). 
 Dureza: propriedade associada à resistência do material à penetração, à deformação plástica permanente 
e ao desgaste. (Relacionado a fragilidade) 
 Tenacidade: propriedade associado à capacidade do material armazenar energia antes de romper. 
(Material duro não é tenaz) 
 Elasticidade: propriedade associado à capacidade do material de se deformar quando submetido a um 
esforço e de voltar à forma original quando o esforço cessa. 
 Plasticidade: propriedade associado à capacidade do material de se deformar quando submetido a um 
esforço e de manter essa forma quando o esforço cessa. 
➢ Maleabilidade: chapas. (Laminação) 
➢ Ductilidade: fios, arame. (Trefilação) 
 Fragilidade: propriedade oposta à tenacidade. 
- Propriedades térmicas: determinam o comportamento dos meterias quando submetidos a variações de 
temperatura. 
 Dilatação térmica. 
 Condução térmica. 
 
- Propriedades elétricas: 
 Condutividade elétrica. (Prata e cobre são os melhores) 
 
b. Propriedades química: são as que se manifestam quando o material entra em contato com outros materiais 
ou com o ambiente. 
 Resistência a corrosão. 
 
2.7 - Principais materiais metálicos ferrosos 
a. Minério de ferro (siderita, magnetita, limonita, hematita): obtido a partir de extrações em jazidas. 
b. Ferro-gusa: material duro e quebradiço, formado por uma liga de Fe e C, em alto teor (3,0 a 4,5%), além de 
Si, Mn, P e S, o qual é obtido em altos-fornos a partir do minério de ferro. Como combustível utiliza-se o 
coque, um produto sólido de destilação do carvão mineral. 
c. Aço (aço-carbono): liga de Fe, C um baixo teor (máximo 2%) e elementos residuais. Possui elevada 
resistência mecânica. 
 Classificação quanto ao teor de carbono: 
➢ Baixo: até 0,25%. 
➢ Médio: 0,25% a 0,5%. 
➢ Alto: acima de 0,5%. 
 Matéria prima e processos de obtenção: 
- Ferro-gusa líquido; nos chamados “conversores”, onde ocorre o processo de injeção de ar no ferro-gusa 
(oxidação) com consequente redução da concentração de C. 
 
 
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 Sucata, nos “fornos elétricos”, onde alguns elementos podem ser adicionados conferindo melhores 
propriedades ao aço. 
 Principais elementos de liga: 
➢ Mn (1,65%): aumenta a forjabilidade e temperabilidade. 
➢ P (0,02%): aumenta a dureza. 
➢ Al, S (0,05%), Si (0,6%). 
 
d. Aço-liga: aço com teor de elementos de ligar superior a 5%. 
 Nomenclatura segunda a ABNT: YYXX, onde YY representa o elemento de liga predominante e XX o teor 
de carbono (0, XX%). 
 
 Tabela 1 
 
e. Ferro fundido: liga de Fe, C em alto teor (2,0% a 4,5%) e Si também em alto teor (1,0% a 3,0%) é mais duro 
e frágil que aço. 
- Classificação quanto à estrutura interna após a solidificação: 
 Cinzento: C sob a forma de grafite em lâminas (alta usinabilidade, e resistência a vibração, assim mais 
resistente a fadiga). 
 Branco: C em forma de cementita (alta dureza). 
 Maleável: ferro fundido branco submetido a tratamento térmico. 
➢ De núcleo preto 
➢ Denúcleo branco 
 Nodular: C sob a formação de grafite em lâminas arredondadas. 
 
 
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- Matéria prima e processos de fabricação: ferro gusa em sucata aquecida em fornos elétricos, ou nos fornos 
“ubilôs”. 
- Nomenclatura segunda a ABNT: AAAA YYYXX, onde AAAA represente o tipo de ferro fundido (FC, FMP, 
FMBS, FE), YYY representa a resistência a tração em MPa e XX o alongamento mínimo em %. 
 Exemplos: FC100, FE38017, etc. 
 
2.8 - Principais materiais metálicos não-ferrosos 
a. Alumínio: 
- Propriedades: leveza, resistência à corrosão, boa condutividade termina (4 vezes melhor que o aço) e 
elétrica, baixo ponto de fusão, soldabilidade, usinabilidade, reciclabilidade, baixa resistência mecânica, baixa 
dureza. 
- Matéria-prima e processo de obtenção: obtido a partir da alumina (Al2O3) presente na mineral bauxita (8% da 
crosta terrestre) via eletrólise (decomposição de um composto químico na passagem de corrente elétrica por 
uma solução). 
- Elementos de liga: Cu, Mg, Mn, Si, Zn. 
- Nomenclatura segunda ABNT: ZYXX, onde Z representa o elemento de liga predominante, Y indica 
modificações nos limites de impurezas e XX o teor de alumínio acima de 99%. 
 
Tabela 2 
- Aplicações: embalagens, indústria automobilística e aeronáutica, esquadrias para prédios residenciais ou 
industriais, tanques para armazenamento de combustíveis, produtos químicos, linhas de transmissão. 
 
b. Cobre: 
- Propriedades: alto ponto de fusão (1080ºC), boa condutividade elétrica e térmica, ductilidade e maleabilidade. 
- Zinabre (azinhavre): camada esverdeada que se forma sobre o Cu em ambientes de maior umidade. É 
prejudicial à saúde. 
- Matéria prima e processos de fabricação: obtido de forma pura na natureza (0,007%) ou a partir de minérios 
calcopiritas e calcosita. 
- Aplicação: enrolamentos de rotores para geradores e motores, trilhas de circuito impresso, cadeiras, tachos, 
alambiques, tanques. 
 
 
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c. Bronze: liga de Cu e Sn (até 12%), cobre e estanho: 
- Propriedades: elevada dureza, boa resistência mecânica e à corrosão, boa condutividade elétrica. 
- Elementos de liga: Pb, P, Zn. 
- Aplicações: 
 Bronze com até 10% de Sn: parafusos, engrenagens, mancais e componentes para trabalhos pesados. 
 Bronze com 10 a 12% de Sn: canhões e sinos. 
 
d. Latão: liga de Cu e Zn (5 a 45%): 
- Propriedades: ductilidade, maleabilidade, boa condução elétrica e térmica boa resistência mecânica e à 
corrosão, coloração avermelhada (varia conforme o teor de Zn). 
- Elementos de liga: Pb, Sn, Ni. 
- Aplicações: cartuchos de munições, núcleo de radiadores, rebites, carcaças de extintores, tubos de 
trocadores de calor, evaporadores, etc. 
 
e. Constantan: liga de Cu e Mn (35 a 37%): 
- Propriedades: boa ductilidade (conformar na forma de fios), boa resistência mecânica e à oxidação, boa 
condutividade térmica. 
- Aplicações: fabricação de resistores e termopares. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3 - Fundição 
3.1 - Classificação dos processos de fabricação: 
a. Processos metalúrgicos: envolvem alta temperatura. 
- Por solidificação: processos que ultrapassam o ponto de fusão do material (fundição, soldagem). 
- Por sinterização: processos que são ultrapassam o ponto de fusão do material (metalurgia em pó). 
b. Processos mecânicos: envolvem aplicação de esforços externos. 
- Por conformação plástica: processos em que as tensão interna desenvolvida são inferior ao limite de 
ruptura do material (laminação, extrusão, forjamento, estampagem, trefilação). 
- Por usinagem: processos em que as tensões internas desenvolvidas são superiores ao limite de ruptura do 
material (torneamento, furação, aplainamento, fresamento, etc.). 
 
3.2 - Definição de fundição: processos de fabricação de peças metálicas que consiste essencialmente em se 
completar a cavidade de um molde com metal líquido, dentro do qual este se solidificará. 
a. Molde: recipiente que contém as cavidades, com a forma de peças a ser fundida e no interior das quais será 
vazado o metal líquido. 
 
3.3 - Fenômenos que acontecem durante a solidificação 
a. Cristalização: consiste no aparecimento das primeiras células unitárias cristalinas, que servem como o 
núcleo para o posterior desenvolvimento dos grãos. 
b. Contração do volume: 
- Fases de contrações: 
 Contração líquida: corresponde à variação de volume em estado líquido, desde a temperatura do metal até 
a temperatura de solidificação. 
 Contração de solidificação: corresponde à variação de volume que ocorre durante a mudança de estado 
para o sólido. 
 Contração sólida: corresponde à variação de volume que ocorre já no estado sólido, desde a temperatura 
de solidificação até a temperatura ambiente (2,2 a 2,5% de redução linear para o aço e 1,0 a 1,5% para o 
ferro fundido). 
- Consequências da concentração: 
 Aparecimento de vazio (rechupes ou chupagens) internos e externos. 
 
Figura 3 
➢ Solução: utilização de massalotes (ou alimentadores): peças postiças de material refratário colocados 
sobre o topo do molde. Por reterem o calor por mais tempo, correspondem à seção que se solidifica por 
último, considerando assim, os eventuais vazios. 
 
 
9 
 
Figura 4 
 
 Aparecimento de trincas a quente: 
➢ Solução: técnicas adequadas de projeto. 
 Aparecimento de tensões residuais: 
➢ Solução: tratamento térmico. 
c. Concentração de impurezas: ao se solidificarem as impurezas (P, S, Mn, Si) tendem a se concentrar em 
uma região (geralmente interior), ocasionando peças com propriedades mecânicas não-uniformes. 
- Solução: controle da velocidade do resfriamento. 
d. Desprendimento de gases: em estado líquido, o oxigênio dissolvido no ferro, tende a combinar-se com o 
carbono, formando os gases CO e CO2 e originando bolhas que acabam retidas na peça fundida. 
- Solução: adição de desoxidantes (S, Mn, Al). 
 
3.4 - Vantagens da fundição: formação de peças de praticamente qualquer forma, com pequenas limitações de 
dimensões, formas e complexidades. 
 
3.5 - Principais produtos da fundição: lingotes (peças de formato retangular, cilíndrico ou prismático, utilizado 
para posterior processamento mecânico). 
 
 
3.6 - Etapas de projeto 
a. Desenho da peça: 
- Recomendações: 
 Proporcionar adequadamente as seções das peças (evitar cantos vivos e assimétricos) 
 
Figura 5 
 
 
10 
 
 Considerar uma espessura mínima de paredes (paredes finas não se enchem bem de metal líquido). 
 Prever conicidade para melhor confecção de moldes (ângulo de saída recomendada de 3º). 
 
Figura 6 
 
b. Projeto e confecção do modelo: 
- Recomendações: 
 Considerar a contração do metal ao solidificar (o modelo deve ser maior). 
 Deixar sobremetal (para posterior usinagem). 
 Verificar a divisão do modelo (o modelo deve ser dividido em seções inferior e superior por um único plano. 
 
Figura 7 
 
 Considerar volume de produção: 
➢ Volume alto: modelo em peça única. 
➢ Volume baixo: modelo montado em placas. 
 
 
 
- Estudar a localização dos machos: 
 Macho: utensílio de fundição feito com material refratário, formando uma seção cheia onde o material não 
penetra, de modo que, uma vez fundido, a peça apresente um vazio naquele ponto. É utilizado na 
obtenção cavidade e orifícios. 
 
Figura 8 
 
 
11 
- Prever a colocação de vazamento: 
 Canais de vazamento: canais por onde o metal liquido será vazado. 
 
Figura 9 
 
 
- Materiais utilizados: 
 Madeira: cedro, peroba, pau-marfim, embuia. 
 Alumínio: para a produção scriada. 
c. Confecção de molde (moldagem)- Requisito dos moldes: resistência para suportar o peso e a ação erosiva do metal líquido. 
- Moldagem em molde de areia (ou temporário), por gravidade: este tipo de moldagem consiste em se 
compactar, manual ou mecanicamente uma mistura refratária plástica conhecida como areia de fundição, de 
elevada resistência e dureza, sobre o modelo, montado na chamada “caixa de moldagem”. Os moldes 
utilizados neste processo são destruídos ao final do mesmo, porém cerca de 98% da areia de fundição 
utilizada é reaproveitada. O metal é vazado por ação da gravidade. 
 
 
12 
 
Figura 10 
 
 
13 
 
Figura 11 
 
 
14 
 Moldagem em areia verde: a areia de fundição é composta de areia siliciosa (81%), argila (16%) e água 
(3%) possuindo colocação escura. É o processo mais simples e mais utilizado. 
 Moldagem em areia cimento: a areia de fundição e composto de areia siliciosa (83%), cimento portland 
(9%) e água (8%). É utilizada na moldagem de peças grandes. 
 Moldagem em areia seca (ou em molde estufado): neste processo, o molde em areia passa por secagem 
em estufas (150 a 300ºC). Permite a obtenção de peças com melhor acabamento superficial e estabilidade 
dimensional. 
 Moldagem pelo processo de CO2: neste processo o molde de areia é separado por um jato de CO2, que 
reage com a areia conferindo dureza ao molde em tempo relativamente curto. É utilizado em condições 
semelhantes às da moldagem em areia seca. 
 Moldagem plena: neste processo são empregados modelos confeccionados em espuma de polietileno, os 
quais são mantidos dentro do molde, acabando por vaporizar-se durante o vazamento. 
 
 
- Moldagem em molde metálico (ou permanente): os moldes são feitos em aços ou ferro-fundido. 
 Fundições por gravidade: o molde não é destruído ao final da operação, podendo ser recusado inúmeras 
vezes, e o metal é vazado pela ação da gravidade. Este processo remeta a obtenção de peças com melhor 
acabamento superficial, estabilidade de dimensional e propriedades mecânicas, sendo restrito contundo, a 
peças de pequenas dimensões. Os principais produtos deste processo são os lingotes, cujos moldes são 
chamados de “Lingoteiras”, e produtos de metais não-ferrosos. 
 Fundição sobre pressão: neste processo, o metal líquido, sob pressão, é forçado por mecanismos 
hidropneumáticos a entrar na cavidade do molde, chamado de “matriz”. Permite a obtenção de peças com 
formas mais complexas, mais finas, além de alta produtividade, sendo limitado, porém, a peças de 
pequeno tamanho e baixo ponto de fusão. 
 
➢ Máquinas de câmera quente: utilizada para metais com baixo ponto de fusão e que não atacam o 
mecanismo de conjeção. 
 
Figura 12 
 
 
15 
➢ Máquina de câmera fria: utilizada para o mecanismo que ataca o sistema de injeção. 
 
Figura 13 
 
 Fundição por centrifugação: neste processo, o metal líquido é vazado num molde dotado de movimento 
de rotação, de modo que, a força centrífuga origina uma pressão além da gravidade, a qual força o 
material líquido de encontro às paredes do molde onde este se solidifica. É utilizado na fabricação de 
tubos. 
 
Figura 14 
 
- Outros processos de modelagem: 
 Fundição de precisão: neste processo, utilizam-se moldes obtidos pelo revestimento do modelo com uma 
argamassa refratária que endurece à temperatura ambiente, ou mediante adequando aquecimento, 
formando uma casca, cujas cavidades correspondem às peças que se deseja produzir. Neste processo, 
tanto o molde quanto o modelo são, em geral, inutilizados ao final da fundição. É utilizado na fabricação de 
peças pequenas com formas complicadas e que requerem controle preciso de suas propriedades 
mecânicas. 
 Por cera perdida (por investimento): os modelos são feitos em cera, e a pasta refratária utilizada como 
molde é chamado de “investimento”. 
 
 
 
16 
 
Figura 15 
 
 
17 
○ Em casca: neste processo os modelos são metálicos (revestimento) e o molde é confeccionado em duas 
metades, a parte de uma mistura de areia e massa colocado sobre a superfície do modelo e endurecido pelo 
calor, formando uma casca resistente e rígida. As duas metades são unidas e presas por colagem, e o metal 
líquido é vazado. 
 
 
Figura 16 
 
 Em molde cerâmica: os modelos são convencionais (madeira, plástico ou metal), montados em caixas de 
montagem e no molde, em vez de areia, emprega-se uma pasta refratária, preparadas a partir de misturas 
rigorosamente controladas de pó cerâmico com um ligador químico catalítico. Permite a obtenção de peças 
de alta precisão. 
 Fundição continua: neste processo, o metal liquido e vazado num cadinho aquecido, escoado em 
seguida, através de matrizes de grafita ou cobre, resfriado a agua, originando assim, barras de grande 
comprimento e com seções diversas, as quais podem ser posteriormente processadas por métodos de 
conformação mecânica. 
 
 
 
18 
 
Figura 17 
 
 
19 
d. Fusão do metal: 
- Fusão do aço: é realizado nos seguintes tipos de fornos: 
 Forno elétrico a arco: caracteriza-se por fundir qualquer tipo de metal ferroso, não apenas aço, sendo as 
condições de fusão controlada pela variação de tensão aplicada (90 a 500V) e pelo ajuste automático da 
posição (altura dos eletrodos). Na fundição do aço, utiliza-se como carga qualquer tipo de sucata, e duas 
técnicas são empregadas 
➢ Ácida: assim chamada porque a soleira (parte inferior do forno) é construída de areia silicosa e tijolos 
refratários, a qual não permite a eliminação do P e S presente na sucata, que, portanto, deve conter 
baixo teor desses elementos. 
➢ Básica: neste caso, a soleira é construída de magnetita e dolomita, a qual elimina melhor o P e S. 
 
Figura 18 
- Forno elétrico a indução: opera pelo princípio da condução elétrica, onde a carga metálica constitui o 
enrolamento secundário do circuito. É utilizado na fusão de aços-liga. 
 
 
20 
 
Figura 19 
 
- Fusão de ferro fundido: é realizado nos seguintes tipos de fornos: 
 Forno “cibilo”: caracteriza-se por sua alta eficiência térmica e econômica do processo. A carga utilizada é 
composta de metal (em geral sucata de fundições, sucata de aço, ferro-gusa de alto-forno e adições de Mn 
e Si), combustível (coque) e substância fundente (para facilitar a separação das impurezas do metal e 
carvão em forma de escória). Embora seja largamente utilizado, este forno não produz peças fundidas com 
grande uniformidade em termos de composição. 
 
 
 
21 
 
Figura 20 
 
 
22 
 Forno elétrico a arco: utilizadas em aplicações onde as propriedades das peças devem ser mais bem 
controladas. 
 Fusão de metais não-ferrosos: é realizado nos seguintes tipos de fornos: 
➢ Forno de cadinho: são aquecidos a óleo ou gás por intermédio de um queimador, e são classificados 
em basculantes e estacionários. 
 
Figura 21 
 
➢ Forno elétrico a arco indireto: trata-se de um forno elétrico monofásico, tipo basculante, de eletrodos 
horizontais. 
 
Figura 22 
 
 
23 
e. Vazamento no molde: consiste no despejo de massa de metal fundido dentro dos moldes. 
f. Desmoldagem: consiste na separação das peças recém-solidificadas dos respectivos moldes. No caso da 
fundição em moldes de areia, o equipamento de desmoldagem consiste em: 
 Demoldador em grade. 
 Transportador de correia. 
 Polias magnéticas. 
 Elevadores de caneca. 
 Silos de estocagem. 
g. Limpeza: compreende as seguintes etapas: 
- Limpeza grosseira: é utilizada na remoção de canais e alimentadores, podendo ser feita manualmente, com 
serra de fita, disco de corte ou até mesmo com maçaricos oxiacetilenos. 
- Limpeza da superfície: é utilizada na limpeza internae externa das peças, podendo ser feita na: 
 Jateamento de areia. 
 Tamporeamento: consiste num recipiente cilíndrico com movimento de rotação horizontal, dentro do qual 
se colocam os produtos fundidos além de peças cem formatos de estrelas, que facilitam a limpeza e 
promovem um polimento superficial. 
h. Rebarbação: tem por finalidade remover as rebarbas e outras protuberâncias metálicas em excesso na peça 
fundida. São utilizados: 
 Mortelete pneumático. 
 Esmerilhagem. 
 
3.7 - Controle de qualidade de peças fundidas: 
a. Objetivos: 
- Rejeitar peças defeituosas. 
- Preservar a qualidade das matérias-primas utilizadas na fundição e sua mão-de-obra. 
b. Etapas: 
- Inspeção visual: detecta defeitos visíveis. 
- Inspeção dimensional: detecta não conformidades dimensionais em lotes de teste. 
- Inspeção metalúrgica: detecta não conformidades relacionada à composição, estrutura e propriedades físico-
químicas do lote da peça. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
3.8 -Conclusões 
 
Tabela 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
4 - Laminação 
4.1 - Classificação dos processos de fabricação mecânicos por conformação plástica: 
a. Quanto à natureza do produto: 
- Processos primários: utilizam lingotes como matéria-prima e produzem peças com formas simples. 
- Processos secundários: utilizam peças de processos primários como matéria-prima e produzem peças 
finas, com formas definitivas. 
b. Quanto à temperatura de trabalho: 
- Processos a quente: envolvem temperaturas superiores à temperatura de recristalização do metal 
(aproximadamente metade da temperatura de fusão). Apresentam como características: 
 Grande redução de espessuras. 
 Aumento da tenacidade. 
 Eliminação de porosidade e segregação de impurezas. 
 Oxidação do metal. 
 Necessidade de menor esforço mecânico e de máquinas de menos capacidade, porém de boa resistência 
ao calor. 
- Processo a frio: envolvem temperaturas inferiores à temperatura de recristalização, como características: 
 Encruamento. 
 Aumento da dureza. 
 Diminuição da ductilidade. 
 Obtenção de estreitas tolerâncias dimensionais e bom acabamento superficial. 
 
4.2 - Definição da laminação: é o processo de fabricação mecânico por conformação plástica na qual o metal é 
forçado a passar por dois cilindros, girando em sentidos opostos, e separados por uma distância menos que a 
espessura da peça a ser conformada. É utilizado na fabricação de chapas, barras e perfis. 
 
 
Figura 23 
 
4.3 - Características do processo 
 
Figura 24 
 
 
26 
a. Redução total: 
 𝛥H = h0 - h1 
b. Alargamento total: 
 𝛥B = b1 - b0 
c. Alongamento total: 
 𝛥L = l1 - l0 
Em geral 𝛥l >> 𝛥b 
d. Arco de contato (𝐴𝐵) 
e. Ângulo de contato (ataque): 𝛼 = 𝑐𝑜𝑠-1 (1 −
𝛥ℎ
2𝑅
) 
f. Zero de deformação: região compreendida pelos arcos de contatos, bordas da placa sob laminação e os 
planos de entrada e saída do metal nos cilindros. 
g. Análise cinemática: 𝑄𝑣 =
𝑑𝑉
𝑑𝑡
 = 
𝑑(𝐴𝑙)
𝑑𝑡
 = 𝐴 
𝑑𝑙
𝑑𝑡
= 𝑏ℎ𝑣 
 
Velocidade de saída será maior que a de entrada 
h. Ponto neutro (de não deslizamento): ponto onde a velocidade periférica dos cilindros equivale a velocidade 
de placa. 
 
Figura 25 
i. Ângulo neutro: 𝛾 
j. Carga de laminação: é a força FL que o cilindro exerce sobre o metal. 
- Componente tangencial: muda de sentido após o ponto neutro. 
- Componente normal: é sempre perpendicular à superfície do cilindro. 
 
Figura 26 
 
 
27 
k. Pressão específica de laminação: é a força de laminação dividida pela área de contato. Está relacionada a 
tensão interna desenvolvida no material e atinge seu máximo valor no ponto neutro. 
 𝑃 =
𝐹𝐿
𝑏 𝐴𝐵
 
 
Figura 27 
 
 
4.4 - Laminadores 
a. Definição: máquina que executa a laminação. São constituídos por uma estrutura metálica chamada “cadeira 
de laminação”, que suporte os cilindros com os mancais, montantes e todos os acessórios necessários. 
b. Classificação quanto a configuração do cilindro: 
- Laminador duo: composto apenas por dois cilindros de mesmo tamanho, girando em sentidos opostos, com 
a mesma rebidade periférica e colocados um sobre o outro. Pode ser do tipo reversível ou com retorno por 
cino. 
 
 
Figura 28 
 
- Laminador a frio: composto de 3 cilindros dispostos um sobre o outro. A peça e introduzida passando entre o 
cilindro inferior e o médio e retorna entre o médio e superior. 
 
 
28 
 
Figura 29 
 
- Laminador quádrico: compreende quatro cilindros, dois de trabalho e dois de apoio. 
 
Figura 30 
 
- Laminador universal: composto por uma combinação de laminadores horizontais e verticais. Os cilindros 
verticais não são acionados e sua função é simplesmente garantir a uniformidade da seção do perfilado. 
 
 
29 
 
Figura 31 
 
- Laminador Sendzimir: composto por cilindros de trabalho os quais são suportados, cada um deles, por dois 
cilindros de apoio, permitindo grandes direções de espessuras sem flexão dos mesmos. 
 
Figura 32 
 
- Trem de laminação (laminador contínuo): conjunto de cadeiras de laminações dispostas em sequência. 
 
 Figura 33 
 
c. Órgãos mecânicos de um laminador: 
- Gaiola: suportam os cilindros. 
- Cilindro: dividido em corpo, pescoço e trevo. 
- Parafusos de elevação. 
- Mesas transportadoras/rotativa. 
- Empurradores. 
- Tesouras. 
 
 
30 
 
Figura 34 
 
 
4.5 - Operação de laminação 
a. Laminação de produtos planos: 
 
Figura 35 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
31 
b. Laminação de produtos perfilados: 
 
Figura 36 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32 
5 - Extrusão 
5.1 - Definição: é o processo de fabricação mecânico por conformação plástica em que um bloco de metal 
(tarugo) é forçado, pela ação de um embolo (ou punção) a passar através de um orifício de uma matriz sob 
alta pressão de modo a obter sua seção transversal reduzida. É, em geral, realizado a quente e utilizado na 
produção de barras cilíndricas e tubos. 
 
5.2 - Tipos de extrusão 
a. Extrusão direto (ou dianteira): o tarugo e colocado numa câmara e forçado contra o orifício da matriz pelo 
êmbolo. Neste processo, o metal se movimenta no mesmo sentido do êmbolo. 
b. Extrusão indireta (traseira): o êmbolo é oco e a ele está preso a matriz, estando a extremidade oposta da 
câmara, fechada com uma placa. Neste processo, o metal se movimenta no sentido oposto ao êmbolo. 
 
 Devido ao menor atrito entre as paredes da câmara e o tarugo, este processo requer menor esforço à 
deformação que a extrusão direta, sendo, contudo, limitado a peças de menor comprimento (flambagem das 
hastes do pistão). 
 
 
Figura 37 
 
5.3 - Extrusão a frio: é aplicado a metais de baixo teor de carbono (menos duros) mediante prévio tratamento 
térmico por esferoidização. Neste processo geralmente são usadas pensas mecânicas verticais e as 
seguintes técnicas empregadas. 
a. Extrusão tipo Hooker: usada na produção de objetos longos e ocos. 
b. “Ironing”: usadas para obter peças dentro de estreitas tolerâncias. 
 
 
33 
 
Figura 38 
5.4 - Forças de extrusão: 
FE = A0 ln 
𝐴0
𝐴1
 
A0 = área de seção transversal inicial [m²] 
A1 = ária final [m²] 
𝛼𝑐 = resistência a deformação [N/m²] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
6 - Forjamento 
6.1 - Definição: é o processo de fabricaçãomecânica por conformação plástica via martelamento e/ou 
prensagem. É, em geral, realizado a quente (800 a 400°C para os aços-carbono). 
 
6.2 - Processos de forjamento: 
a. Martelamento: neste processo, golpes rápidos e sucessivos são aplicados em um metal apoiado sobre a 
matriz (ou bigorna) pela ação de um martelo, resultando, sobretudo, na deformação das camadas superficiais 
do material. A máxima força de forjamento é atingida quando o martelo o toca o metal. 
 
Figura 40 
- Forjamento livre: neste tipo de operação, há espaço entre o martelo e a matriz para que o material escoe 
livremente pela lateral. É um processo que emprega ferramentas simples, permitindo uma série de aplicações 
de natureza elementar. 
 Esmagamento de disco: 
 
Figura 41 
 
 
35 
 Conformação de flanges: 
 
Figura 42 
 
 Dobramento de barras: 
 
Figura 43 
 Estiramento de barras: 
 
Figura 44 
 
 
 
36 
 Estrangulamento de barras: 
 
Figura 45 
 
 Corte de barras: 
 
Figura 46 
 
 Perfuração de barras: 
 
Figura 47 
 
 
37 
- Forjamento vinculado (em matriz fechada): neste tipo de operação, o forjamento é realizado em matrizes 
fechada, que confirmam a peça de acordo com uma forma definida. De modo a garantir total preenchimento 
das matrizes, estas possuem uma cavidade na superfície que tem por objetivo conter o excesso de material 
forjado, formando uma rebarba, a qual é, em seguida, cortada da peça. 
- 
Figura 48 
 
b. Prensagem: neste processo a força de compressão é aplicada lentamente ao material metálico, pela ação de 
uma prensa, atingindo as camadas mais profundas da peça e resultando em uma deformação mais regular. 
As prensas, em geral, são de grande capacidade sendo acionadas hidraulicamente. A máxima força é 
atingida pouco antes das prensas serem retiradas. Este processo é usado para a deformação inicial de 
grandes lingotes, apresentando custo de aquisição elevado, porém menor custo de manutenção que o 
martelamento, além de não requerer grande ângulos de saída ou conicidade das matrizes (2 a 3°). 
 
 
38 
 
Figura 49 
 
6.3 - Projeto de peças forjadas, os seguintes aspectos devem ser considerados: 
a. Sobremetal, para posterior usinagem: o excesso de material é função das dimensões da peça. 
 
Tabela 5 
 
b. Ângulo de saída (ou conicidade): de modo a facilitar a retirada da peça da conicidade da matriz (1,5 a 8°). 
c. Concordância de cantos: no intuito de se evitar fissuras, trincas e aparecimento de tensões residuais. 
 
 
39 
 
Figura 50 
 
d. Tolerância: devido a possíveis deslocamentos de uma meia matriz em relação a outra metade. 
 
Figura 51 
 
 
Tabela 6 
 
 
 
40 
6.4 - Projeto de matrizes: as seguintes recomendações devem ser levadas em conta: 
a. Contração do metal: de modo que a peça forjada não seja menos que a projetada. 
 
Tabela 7 
 
b. Sistemas de referência entre as duas meias matrizes: no intuito de que elas coincidam dentro da 
tolerância especificada. Pode ser levada a efeito: 
- Por intermédio de colunas diagonalmente opostos. 
- Por intermédio de centragem por macho ou fêmea. 
 
Figura 52 
 
c. Canais de rebarba: para escoamento de sobremetal. 
 
Figura 53 
 
 
 
41 
 
Tabela 8 
 
d. Materiais das matrizes: ações especiais, tipo ferramenta (altos teores de carbono, elementos de liga), 
tratados termicamente. 
 
6.5 - Especificações dos martelos 
 
Figura 39 
D𝜏 = Fforjamento dh = S Rd dh = V 
𝑅𝑑
ℎ
dh 
Rd = 𝜎𝑒= Fforjamento / S 
𝜏 = V Rd ln (S0 / S1) 
 
Foto 1 
 
 
42 
Onde: 
𝜏 : é o trabalho realizado pelo martelo de forjamento [Nm], Fforjamento é a força de forjamento [N], S é a área 
superficial do material sujeita à deformação [m²], V é o volume do material [m²], Rd sua resistência à 
deformação [N/m²], 𝜀p, a energia potencial gravitacional associada à altura H do martelo [m/s²], g a aceleração 
da gravidade [m/s²], m a massa do martelo [kg] e 𝜂 o rendimento do processo. 
 
6.6 - Outros processos de forjamento 
a. Cunhagem: trata-se de uma operação de prensagem, geralmente realizada a frio, em que todas as 
superfícies da peça são estringidas ou limitadas, pela utilização de matrizes, de modo que o perfil e a 
impressão da matriz reproduzem perfeitamente. Neste processo, pode ser obtida apenas pequena 
redistribuição de metal e utiliza-se em geral, aço-carbono, aços-liga e metais não ferrosos. 
b. Recalcagem: é o processo de forjamento em que uma barra, tubo ou produtos de seção uniforme 
(geralmente circular), tem uma parte de sua transversal alongada ou reconfortada. O processo e realizado 
mantendo-se a peça original aquecida entre matrizes e aplicando-se pressão numa extremidade, na direção 
do eixo, com o emprego de uma ferramenta de recalcar, que alarga (recalca) a extremidade, mediante 
deslocamento do metal. 
 
Figura 54 
 
- Força de recalcagem: 
 FR = Rd.S.K 
 
 Onde FR é a força de recalcagem [N], Rd a resistência à deformação do material [N/m²], S a seção transversal 
da peça [m²] e K um coeficiente que varia de acordo com as várias dimensões da peça. 
 
 
43 
 
Figura 55 
 
c. Forjamento rotativo: é um processo utilizado para redução da área da seção transversal de barras, tubos ou 
fios, mediante a aplicação de golpes radiais repetidos, com o emprego de um ou mais pares de matrizes 
opostas. É um processo geralmente realizado a frio. 
 
Figura 56 
 
 
 
 
 
44 
7 - Estampagem 
7.1 - Definição: a estampagem é um processo de fabricação mecânico por conformação plástica, realizada 
geralmente a frio, que compreende um conjunto de operações por intermédio dos quais a chapa plana é 
submetida a transformação de modo a adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca. A deformação 
plástica é levada a efeito com um emprego de prensas de estampagem, matrizes (ou estampos), e os 
principais processos de estampagem são: corte, dobramento, encurvamento e estampagem profunda. 
7.2 - Corte de chapas: o processo corresponde à obtenção de formas geométricas específicas, a partir de 
chapas submetidas à ação de uma ferramenta (ou punção de corte). Tal ferramenta é aplicada por intermédio 
de uma prensa que exerce pressão sobre a chapa apoiada numa matriz. 
 
Figura 58 
Em geral, tem-se que: 
S <= 1,2d 
a. Matriz para corte: seus principais componentes são a punção, o guia da punção e a matriz, sendo que a 
punção e a matriz deve haver uma folga, a qual é determinada em função do material e da espessura da 
chapa. 
𝛿 = e + K√10𝑒 
Onde 𝛿é a folga [m], e é a espessura da chapa [m], e K, um coeficiente empírico que varia em função do 
material [√𝑚]. 
 
Figura 59 
 
 
45 
b. Esforço necessário para o corte: 
FC = p.e.𝜏𝐶 ≈ 0, 8.p.e.𝜎𝑡 
Onde FC é a força de corte [N], p, o perímetro da peça [m], 𝜏𝐶,a resistência ao cisalhamento [N/m²] e 𝜎𝑡, o limite 
de resistência à tração [N/m²]. 
c. Deposição das peças no “blank”: deve levar em conta: 
- Economia do material. 
- Forma e dimensões do material a empregar. 
- Sentido da laminação do “blank”, especialmente para peças que devem e dobradas. 
- Porcentagem de utilização do “blank”. 
%utilização = n
𝑛.𝐴𝑝
𝐴𝑏
. 100 
Onde n é o número de peças por “blank”, Ap é a área superficial total da peça [m²] e Ab a área do “blank” [m²]. 
 
7.3 - Dobramento e encurvamento: neste processo, procura-se manter inalterada a espessura da chapa, assim 
com evitar qualquer outra alteração dimensional. Deve-se projetar raios de curvatura com 1 a 4 vezes a 
espessura da chapa, e em materiais mais duros, prever a construção de matrizes com ângulosde cobrimento 
mais acentuados, devido à recuperação elástica do material. 
 
Figura 60 
 
a. Linha neutra: corresponde à linha da seção transversal da chapa que não foi submetida a nenhum esforço, 
quer de tração ou de compressão, não sofrendo, portanto, nenhuma deformação. Em geral, admite-se que a 
linha neutra se situe a ⅓, aproximadamente, da face interna da peça dobrada. 
 
 
46 
 
Figura 61 
 
C = a + b + (r+y).𝜋/2 
Y = (c - a - b).2/𝜋- r 
 
 
b. Esforço necessário para o dobramento: 
FD = 
2.𝑏.𝑒².𝜎𝑓
3.𝜆
= 
4.𝑏.𝑒².𝜎𝑡
3.𝑙
 
 
Figura 62 
 
Onde FD é a força de dobramento [N], b a largura da chapa [m], e, sua espessura [m], l, a distância entre os 
apoios [m], 𝜎𝑡a tensão de flexão necessária para se obter a deformação permanente [N/m²]. 
 
7.4 - Estampagem profundo (embutimento): é o processo de estampagem em que as chapas metálicas são 
conformadas na forma de copo, ou seja, um objetivo oco. A deformação é realizada em uma ou mais fases, 
sem em geral, modificar-se a espessura das chapas. 
 
 
47 
 
Figura 63 
Em geral, tem-se que: 
d<D 
h<h0 
 
a. Projetos de peças para estampagem profunda: 
- Determinação do “blank”: para se determinar as dimensões das chapas que será o ponto de partida para o 
objeto estampado, utilizando-se a menos quantidade possível de material, pode-se aplicar: 
 Para recipientes cilíndricos: 
 
Figura 64 
 
 Sb = Sp = 𝜋
𝐷²
4
= 𝜋
𝑑²
4
+ 𝜋𝑑ℎ 
𝐷 = √𝑑² + 4𝑑ℎ 
 
 Onde Sb é a área de superfície do “blank” e Sp a área de superfície da peça estampada [m²]. 
 Para recipientes cilíndricos com flanges: 
 
Figura 65 
 
 
48 
 
Sb = Sp = 𝜋
𝐷²
4
= 𝜋
𝑑2²
4
+ 𝜋𝑑1ℎ 
𝐷 = √𝑑2² + 4𝑑1ℎ 
 
- Índice de estampabilidade (severidade do repuxo): é a relação entre o diâmetro do “blank” e o diâmetro da 
punção, a qual é utilizada para se determinar se o embutimento pode ou ser em uma única operação. 
 𝛽= 
𝐷
𝑑
 e 𝛽𝑚𝑎𝑥 = 2,15 − 0,001
𝐷
𝑒
 
Em geral, quando se deseja um objeto com altura muito maior que p diâmetro, 𝛽 > 𝛽𝑚𝑎𝑥, indicando que mais de 
uma operação de estampagem são necessárias. 
 
b. Matriz para estampagem profunda: dentre os componentes de uma matriz de estampagem profunda, dois 
desempenham um papel primordial a bucha D, que impede o comprimento e a deformação irregular da 
chapa; e o disco de retenção (ou sujeitador) G, que garante um embutimento sem rugosidade. 
 
Figura 66 
 
c. Prensas de estampagem: podem ser mecânicas ou hidráulicas. 
 
 
49 
 
Figura 67 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
50 
8 – Trefilação 
8.1 – Definição: é um processo de conformação mecânica por deformação plástica também conhecida como 
“estiramento”, geralmente realizado a frio e utilizado na produção de fios e arames. Neste processo, parte-se 
de um produto semiacabado, chamado “fio-máquina” (geralmente em aço ou metal não-ferroso laminado) o 
qual é puxado por bobinadeiras, sendo forçado a passar ferramental dominado “trefila”, onde ocorre a 
redução de sua seção transversal. O fio-máquina, antes de ser inserido na trefila, deve ser apontado e 
decapado, sendo eventualmente submetido a recozimentos intermediários ao longo do processo. 
 
Figura 68 
 
8.2 – Tipos de trefilação: 
a. Trefilação a seco: neste processo, utiliza-se na trefila um lubrificante do tipo graxa, ou pó de sabão. 
b. Trefilação úmida: neste caso, o fio é submetido num fluido lubrificante espiral. 
c. Trefilação de fios/ arames vazados: neste caso, utiliza-se um mandril. 
 
Figura 69 
 
8.3 – Trefilas: são fabricados, geralmente, em metal duro e possuem as seguintes partes tencionais: 
a. Cone de entrada: permitem a entrada e a aderência de lubrificante as paredes internas do trefila. 
b. Cone de trabalho: corresponde à seção transversal onde se verifica a verdadeira redução de diâmetro. 
c. Cilindro de calibração: corresponde a seção que guia o fio/arame. 
d. Cone de saída: permite a saída do fio/arame trefilado. 
 
 
51 
 
Figura 70 
 
9 – Outros processos de conformação mecânica 
9.1 – Repuxamento: é um processo que consiste na conformação de chapas metálicas com cilindros sem 
costura, cones, semi-esferas em outras formas circulares, utilizando uma combinação de rotação e esforço 
mecânico. Neste processo utilizam-se apenas materiais dúcteis e suficiente para serem conformados a frio. 
 
Figura 72 
 
9.2 – Conformação com três cilindro: é um processo de conformação de objetos a partir de chapas, barra, 
vigas, e tubos, pela passagem deste entre três cilindros, dois chamados de frontais responsáveis por agarrar 
e movimentar a chapa, e um terceiro, de acabamento, que inicia a conformação. Em geral, a conformação é 
feita a frio, se aplicado a aços de baixo teor de carbono e elementos de liga. 
 
 
52 
 
Figura 73 
 
9.3 – Deformação com coxim de borracha (Guérin): consiste na conformação de objetos a partir de uma placa 
de uma placa apoiada numa matriz invertida, por intermédio da ação de um coxim de borracha, ligado ao 
êmbolo de uma prensa hidráulica. Este processo se aplica a ligas de alumínio, titânio e aços inoxidáveis. 
 
Figura 74 
 
9.4 – Mandrilagem: é o processo de produção de tubos de aço e cobre sem costura, a partir de tarugos 
aquecidos. Um exemplo deste processo é conhecido como processo Mannesmann. 
 
Figura 75 
9.5 – Fabricação de tubos soldados: neste processo, parte-se de tiras de metal, cujas laterais são chanfradas, 
de modo a facilitar a soldagem de topo, quando enroladas. Os tubos fabricados são ditos com costura e os 
principais métodos utilizados são o estiramento de sino e a soldagem contínua por consistência de topo. 
 
 
53 
 
Figura 76 
 
9.6 – Conformação por explosão: este processo consiste na utilização da pressão elevada que se origina 
instantaneamente a partir de detonação de um explosivo, para conformação de um objeto. Possibilita a 
produção de grande parte a partir discos metálicos. 
 
Figura 77 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
54 
10 - Metalurgia do Pó 
10.1 - Introdução: 
a. Definição: a metalurgia do pó, também conhecida pelo nome de cerâmica dos metais, é a técnica metalúrgica 
que consiste em transformar pós de metais, metaloides, ligas metálicas, e as vezes substâncias não 
metálicas também, em peças resistentes, sem recorrer-se a fusão, mas apenas pelo emprego de pressão e 
calor. 
b. Etapas fundamentais do processo: 
- Mistura de pós. 
- Compactação: consiste na compressão da mistura resultante, pelo emprego de matrizes. 
- Sinterização: consiste no aquecimento do compactado resultante (chamado de briquete ou compactado verde), 
de modo a se produzir uma ligação entre as partículas, o que confere resistência mecânica ao compactado. 
- Operações complementares: calibragem, dupla compactação, infiltração metálica, etc. 
 
Figura 78 
 
 
55 
c. Principais vantagens: produção de peças em grande escala e muito próximas de suas dimensões e formas 
definitivas, dentro de tolerância muito estreitas, sem praticamente necessidade de qualquer operação final de 
usinagem. Controle rigoroso de composição do material. 
- Redução a níveis mínimos as impurezas introduzidas. 
- Operação em atmosferas rigorosamente controladas. 
- Redução de perdas de material ou produção de sucatas. 
- Economia e rapidez. 
 
d. Principais desvantagens: 
- Capacidade limitada das prensas de tensão. 
- Custo elevado das matrizes de compressão e recompressão. 
 
e. Principais produtos:- Metais refratários: W, Ta, Mo, etc. 
- Mancais porosos ou auto-lubrificados, de bronze e de Fe. 
- Filtros metálicos de bronze e aço inoxidável. 
- Contatos elétricos: W-Ag, W-Cu, Mo-Ag, Mo-Cu. 
- Escovas coletoras de corrente. 
- Imãs permanente. 
- Partilhas de metal duro. 
 
10.2 – Matérias-primas: pós metálicas e não-metálicas. 
a. Principais características das pós (fatores que influem no comportamento do pó durante seu 
processamento e na qualidade final do produto sintetizado): 
 Tamanho da partícula: pode variar entre 0,1 a 400 mícron. 
 Distribuição de tamanho da partícula: é obtida geralmente pelo processo de peneiramento. 
 Forma da partícula: é determinada de acordo com o processo de fabricação das pós. 
 Composição química e purezas: pode-se obter pureza acima de 99%. 
 Porosidade da partícula: afeta a porosidade do produto acabado. 
 Superfície específica: está relacionada ao número de pontos de contato entre as partículas. 
 Densidade aparente: é a relação massa/volume das partículas, a qual serve como parâmetro para 
especificação das matrizes de compressão. 
 Compressibilidade: reflete a capacidade de conformação do pó em um briguete de volume pré-
determinado, a uma dada pressão. 
 Velocidade de escoamento: mede a capacidade de escoamento do pó no interior da cavidade da matriz, 
dentro de um intervalo de tempo, sob condições atmosféricas. 
b. Métodos de fabricação do pó: 
 Atomização: é um dos processos mais importantes, consistindo em forçar o metal ou liga, no estado 
líquido, a passar através de um pequeno orifício e desintegrar a corrente líquida formada, mediante um jato 
de ar comprimido, vapor ou gás inerte, o que promove a solidificação do metal em partículas finamente 
divididas, que são colhidas em coletores especiais por meio de um sistema de sucção. 
 Moagem: se presta principalmente para reduzir determinados pós a partículas de menores dimensões. O 
equipamento utilizado consta principalmente de moinho de bola. 
 
 
56 
 Condensação: a primeira etapa deste processo consiste na evaporação de um oxido de metal 
(geralmente zinco), seguindo-se uma redução a vapor de zinco por parte de CO; o vapor de zinco é em 
seguida, condensado na forma de pó. 
 Decomposição: a aplicação mais importante é o método carbonila, empregado na detenção de pós de Fe 
e Ni. A carbonila destes metais (𝐹𝑒(𝐶𝑂)5 e 𝑁𝑖(𝐶𝑂)4) são preparados a partir dos respectivos metais na 
forma esponjosa, fazendo-se passar por elas uma corrente de CO a temperaturas e pressões 
determinadas. Tais carbonilas são, em seguida, decompostas quando a pressão é reduzida e a 
temperatura elevada. 
 Eletrólise: consiste na precipitação (em forma de pó) de elementos metálicos dissolvidos em uma solução 
aquosa, por intermédio da passagem de uma corrente elétrica. 
 
10.3 – Mistura dos pós: 
a. Principais objetivos: 
 Misturar pós de diferentes naturezas. 
 Assegurar lotes uniformes de pós. 
 Produzir lotes com características especificas de distribuição e tamanho de partículas. 
 
b. Equipamento empregado: moinhos de bola, misturadores de pós ou de rolos homogeneizadores. 
 
10.4 – Compactação de pós: 
a. Descrição da operação: o pó é colocado nas cavidades de matrizes, as quais são montadas em prensas de 
compressão especialmente fabricadas para a técnica da metalurgia do pó. O pó é então comprimido a 
pressões determinadas, de acordo com o tipo de pó usado e com as características finais desejadas nas 
peças sintetizadas. 
 
Figura 79 
 
 
57 
 
Figura 80 
 
b. Pressões recomendadas: 
- Peças de latão: 4,0 a 7,0 ton/cm². 
- Buchas lubrificantes de bronze: 2,0 a 3,0 ton/cm². 
- Escovas coletoras de Cu grafita: 3,5 a 4,5 ton/cm². 
- Metal duro: 1,0 a 5,0 ton/cm². 
- Buchas porosas de ferro: 2,0 a 4,0 ton/cm². 
- Peças de ferro e aço: 
 De baixa densidade: 3,0 a 5,0 ton/cm². 
 De média densidade: 5,0 a 6,0 ton/cm². 
 De alta densidade: 6,0 a 10,0 ton/cm². 
 
Figura 81 
 
 
58 
c. Relação de compressão: expressa a relação entre a densidade aparente do compactado verde e a 
densidade do pó. Varia de 1,0 a 3,0 de acordo com o tipo de mistura de pós. 
 
Figura 82 
As extremidades da peça na linha 2 são mais uniformes.1: movimento da punção superior; 2: aplica lubrificante; 
3: movimento da punção superior e inferior (o centro e menos denso) 
 
d. Matrizes para compactação: 
- Partes constituintes: 
 Corpo. 
 Punção superior. 
 Punção inferior 
 Machos: no caso de peças com tubo passantes. 
- Composição: aço com altos teores de carbono e cromo, temperado e revenido. 
- Folgas (entre as paredes da matriz e as punções): devem ser tais que não dificultam o movimento relativo das 
partes componentes da matriz, permitam o escape de gases durante a aplicação de pressão, mas evitem que 
os finos pós penetram nos espaços entre as paredes da matriz e as punções, acelerando o desgaste da 
mesma. 
 
Figura 83 
 
 
 
59 
10.5 - Sinterização: 
a. Descrição da operação: consiste no aquecimento das peças compactadas, a temperatura específica 
(sempre abaixo do ponto de fusão do metal-base da mistura e eventualmente acima do ponto de fusão do 
metal secundário), em condições controladas de velocidade de aquecimento, atmosfera de aquecimento, 
tempo à temperatura e velocidade de resfriamento. De forma mais minuciosa, a sinterização consiste 
inicialmente, na adesão entre partículas metálicas, cujos pontos de contato aumentam com a temperatura. 
Essa fase ocorre sem qualquer contração de volume e apenas com pequena influência na difusão superficial. 
A medida que a temperatura aumenta ocorre um aumento da densidade (redução do volume) acompanhado 
de esferoidização e progressivo fechamento dos vazios. Finalmente, mediante uma difusão nos contornos 
dos grãos desaparecem os últimos vazios arredondados e isolados. 
b. Fornos: são normalmente a gás ou elétrico (por resistência ou indução), do tipo contínuo e dotados de esteira 
e empurradores. 
 
Figura 84 
c. Atmosferas protetoras: 
- Vácuo. 
- Hidrogênio, puro e seco. 
- Amônia dissociada. 
- Gás de gasogênio. 
- Gás endotérmico; 
- Gás exotérmico. 
 
d. Consequências da temperatura de aquecimento e do tempo à temperatura: 
- Variação da densidade. 
 
Figura 85 
(1) representa pó não compactado; (2) compactado em compressão média; (3) compactado com maior pressão. 
 
 
60 
 
- Variação dimensional: resultante da diferença de densidade nas seções do compactado. 
 
Figura 86 
 
- Melhoria das propriedades mecânicas. 
 
Figura 87 
 
Tabela 9 
 
 
61 
e. Sinterização em presença de fase líquida: ocorre quando a sinterização é lendo o efeito a uma temperatura 
superior ao ponto de fusão de um dos componentes de misturas geralmente de menor ponto de fusão e em 
menor quantidade. 
 
Figura 88 
 
f. Infiltração metálica: consiste em se colocar um compactado de metal sólido sobre ou debaixo de um 
compactado verde poroso. Durante a sinterização, realizada à temperatura de fusão superior à do metal 
sólido, este se funde e penetra por ação capilar por entre os poros interligados do compactado sob 
sinterização. Outra técnica usada na infiltração consiste em mergulhar um compactado sinterizado, porém 
poroso, no metal infiltrante liquefeito. A infiltração metálica é feita, principalmente para aumentar a densidade, 
e consequentemente melhorar as propriedades mecânicas das peças sinterizadas. 
 
Figura 89 
10.6 – Dupla compactação: consiste numa compactação inicial, seguida de uma pré-sinterização, uma nova 
compactação e finalmente, a sinterização definitiva. 
 
 
62 
 
Tabela 1010.7 – Compactação a quente: consiste na realização das operações de compactação e sinterização, 
simultaneamente. É utilizado em casos especiais, como na fabricação de peças volumosas de metal duro, 
propiciando como vantagens: 
- Obtenção de densidades mais elevadas e superiores valores de dureza e resistência mecânica, além de 
melhor condutibilidade elétrica. 
 
Tabela 11 
 
10.8 – Forjamento-Sinterização: inicialmente produz-se um compactado verde, cuja forma será praticamente 
definitiva, aquecendo-o em seguida, um forno com atmosfera controlada. Retira-se o pré-conformado do forno 
 
 
63 
à máxima temperatura, comprimindo-o em seguida numa matriz aquecida, de modo a obter-se a completa 
densificação. Remove-se a peça compactada a quente, ou seja, forjada, e procede-se à sua transferência 
para um ambiente protetor ou num meio de resfriamento adequado que impeça sua oxidação superficial. 
Finalmente e se necessário, procede-se com as operações de usinagem e tratamento térmico. 
 
Figura 89 
b. Vantagens 
- Alta escala de produção. 
- Bom acabamento superficial. 
- Redução de operação de usinagem a níveis mínimos. 
- Excelentes propriedades mecânicas. 
- Carga de forjamento e custo correspondente inferior ao forjamento convencional. 
 
10.9 – Tratamento posteriores à sinterização: 
a. Recompressão ou calibragem: esta operação é geralmente realizada em outras prensas e outras matrizes 
que não é usada na compactação. Tem por objetivo eliminar as distorções e o empenamento verificados 
durante a sinterização, resultando, deste modo, num acerto definitivo de forma e das dimensões das peças 
sinterizadas. 
b. Tratamento térmico: são aplicados geralmente em peças sinterizadas de ferro e aço e têm por objetivo 
melhorar suas propriedades mecânicas. 
c. Tratamento superficial: revestimentos de zinco, níquel, cromo e fosfato podem ser aplicados em peças 
sinterizadas de ferro, desde que elas sejam suficientemente densas, com o objetivo melhorar a resistência a 
corrosão. 
 
10.10 – Considerações finais sobre o projeto de peças sinterizadas: 
a. Dimensões das peças: a capacidade das prensas disponíveis e as características físicas das pás metálicas 
representam uma limitação para as dimensões de peças sinterizadas. A técnica atual permite a produção de 
peças que variam, em área projetada, de cerca de 10mm² a 0,015m² e um comprimento de 1 a 150mm. 
b. Formas das peças: uma grande variedade de seções e perfis pode ser produzido por metalurgia do pó. Para 
melhor rendimento, deve-se: 
- Evitar um número exagerado de desníveis, de modo a ter-se uma compactação infirme em toda a seção. 
- Projetar o perfil da peça ainda, que de formato complexo, de modo a se permitir fácil ejeção da matriz. 
- Evitar paredes finas (máximo de 0,7 a 0,8mm), cantos vivos e particularidades semelhantes, que, dificultando o 
escoamento de pó na matriz, originam material com características físicas precárias. 
- Evitar projetar peças com comprimento muito superior às dimensões a seção transversal (máximo 3:1), de 
forma a não resultar em peças com densidade muito inferior na região central. 
 
 
64 
11 – Soldagem 
11.1 – Introdução: 
a. Definição: soldagem é o processo de união de peças metálicas, que se dá colocando-as em contato íntimo, e 
aquecendo as superfícies de contato de modo a leva-las a um estado de fusão ou de plasticidade. 
- Solda: é o termo usado para designar o resultado da operação da soldagem. 
b. Classificação dos processos de soldagem: 
- Processos por fusão: processos em que a área da solda é aquecida por uma fonte concentrada de calor que 
leva à fusão incipiente do metal-base, devendo-se, em geral, adicionar metal de enchimento (ou adição) à 
junta. 
- Processos por pressão: processos em que as peças são aquecidas somente até um estado plástico 
adiantado, ao mesmo tempo em que são forçadas uma contra outra pela aplicação de pressão externa. 
 
Figura 90 
 
11.2 – Tipos de juntas soldadas: em geral, o número de chanfros em uma junta aumenta com a espessura 
das peças a serem soldadas. 
a. Juntas de topo. 
b. Juntas sobrepostas. 
c. Juntas de canto. 
d. Juntas em T. 
 
 
65 
 
Figura 91 
 
11.3 – Metalurgia da solda: 
a. Zona de deposição: corresponde à zona onde o metal de adição fundido é depositado. 
b. Zona de fusão: corresponde à zona onde o metal de adição depositado de forma uma solução sólida com o 
metal de base. As propriedades mecânicas desta zona dependem da soldabilidade metálica entre os metais 
base e de adição. 
 
 
66 
c. Zona afetada termicamente: corresponde à zona do metal-base que é modificada estruturalmente pelo 
rápido aquecimento e resfriamento durante o processo de soldagem, caracterizando-se pelo menor 
resistência e maior fragilidade. A composição química desta zona, no interior permanece inalterado. 
d. Zona inalterada: corresponde à zona do metal-base sem alteração estrutural. 
 
 
Figura 92 e 93 
 
 
11.4 – Processos de soldagem: 
a. Soldagem a arco: é o processo de soldagem por fusão em que o metal-base, e em geral, outro metal de 
adição são fundidos pelo estabelecimento de um arco elétrico. Este arco é formado fazendo-se passar, entre 
o metal-base e o eletrodo (o qual pode ser consumível ou não) uma corrente elétrica gerada pelo 
estabelecimento de uma diferença de potencial entre o eletrodo e o metal-base (máximo de 60V para o 
estabelecimento e de 35V para sua manutenção) e aproximando-se uma ao outro. Neste tipo de soldagem 
pode-se usar tanto corrente contínua (CC+ ou CC-) como alternada (CA), sendo que a primeira promove 
menor estabilidade do arco. Uma vez estabelecido, o arco tem a forma de uma coluna que se alarga em 
direção à superfície da peça, e o metal de adição flui para a barra de soldagem em forma de golas devido à 
ação da gravidade, à tensão superficial, à pressão dos gases evoluídos do metal e a força eletromagnética. 
 
 
67 
 
 
Figura 94 e 96 
 
Se for + no eletrodo o cordão de solda não será tão profundo quando aplicado carga -. 
Eletrodo ligado a - é ligação direta. 
 
 
 
68 
- Tipos básicos de soldagem a arco: 
 Processos com eletrodo consumível: são processos em que o material do eletrodo corresponde ao 
metal de adição. Os eletrodos são, em geral, de aço, alumínio, cobre, bronze e latão. 
 Processos com eletrodo revestido: é o processo de soldagem a arco mais comum. Os eletrodos são 
formados por uma “alma metálica”, envolta por um revestimento composto de matérias orgânicas, minerais 
e elementos de liga, que ionizam parcialmente o ar na presença do arco elétrico, estabilizando-o e 
formando uma região de proteção contra impurezas e substâncias estranhas com a consequente 
deposição de uma escória fundida sobre o cordão de solda. 
- Ajuda contra corrosão do eletrodo. - Pode ser incluso elemento de liga. - Proteção da solda (evita entrada de 
ar, que cria porosidades). - Estabilização do arco elétrico. 
 
Figura 97 
 
 Processo MIG/MAG (metal-inerte-gás/metal-ativo-gás): neste processo, o eletrodo é continuamente 
alimentado em direção à bacia de solda, e a aproximação do cordão é obtida pela introdução de um gás 
inerte (orgânico ou inerte) ou ativo (gás carbônico – aumenta o teor de carbono) em volta do arco elétrico. 
Permite alto grau de automação. O gás tem a mesma função que o revestimento do eletrodo revestido, só 
que não deixa escória. 
 Processo a arco submerso: neste processe, o eletrodo é também continuamente alimentado até a zona 
de solda, porém sua ponta fria submersa em um fluxo granulado, condutor térmico e de alta resistência 
elétrica, que atua absorvendo impurezas e protegendo o metal do meio circundante.Permite a obtenção 
de soldas lisas, brilhantes e com boas propriedades mecânicas, além de ser altamente automátizavel. 
 
Figura 98 
 
 Processos com eletrodo não-consumível: são processos em que o material do eletrodo não 
corresponde ao metal de adição. Os eletrodos são, em geral, de carbono, grafita ou tungstênio: 
 
 
69 
 Processo TIG (tungstênio-inerte-gás): este processo emprega um eletrodo de tungstênio (ponto de 
fusão alto) e uma cobertura gasosa inerte para proteção do cordão de solda, sendo a vareta de 
enchimento alimentada diretamente na zona do arco. Permite a soldagem de metais de pequena 
espessura e com alta qualidade, sendo também altamente automátizavel. 
 
Figura 98 
 
 Processo de hidrogênio atômico: neste processo um arco de corrente alternada é formado entre dois 
eletrodos de tungstênio, numa atmosfera de hidrogênio, gerando temperaturas extremamente elevadas 
nas vizinhanças do metal a ser soldado. Apresenta elevado custo. 
 Equipamentos de soldagem a arco: transformadores, retificadores, seguradores, etc. 
 
b. Soldagem a gás: neste processo a soldagem é levado a efeito pela queima de um gás combustível, em geral 
o acetileno, com ar ou oxigênio, de forma a produzir uma chama concentrada de alta temperatura, que será 
utilizado para fundir e metal-base de forma localizada, assim como a vareta que irá servir de enchimento. É 
largamente utilizado em serviços de reparo, devido ao seu baixo custo e versatilidade. 
 
 
- Etapas da combustão: 
 Decomposição do acetileno: nesta etapa ocorre a decomposição parcial do acetileno em partículas 
sólidas de carbono separadas e incandescentes, dando origem a uma zona em forma de cone, de intenso 
brilho. 
𝑪𝟐𝑯𝟐 → 𝟐𝑪 + 𝑯𝟐 
 Primeiro estágio da combustão: ocorre a oxidação de partículas incandescentes do carbono em 
monóxido de carbono, além da redução de óxidos de ferro formados durante a soldagem. Constitui uma 
zona chamada zona redutora. 
𝟐𝑪 + 𝑶𝟐 → 𝟐𝑪𝑶 
 Segundo estágio de combustão: ocorre a queima de CO e 𝐶𝑂2 e de 𝐻2 a vapor de água, pela presença 
do oxigênio do ar. Constitui a chamada zona oxidante. 
𝟐𝑪𝑶 + 𝑯𝟐 + 𝟏, 𝟓𝑶𝟐 → 𝟐𝑪𝑶𝟐 + 𝑯𝟐𝑶 
 
 
70 
 
Figura 99 
 
- Classificação da chama quanto à concentração inicial de 
𝑶𝟐
𝑪𝟐𝑯𝟐
: 
 Chama neutra: entre 1,0 e 1,2 
 Chama redutora: abaixo de 1,0. É utilizada na soldagem de ferro fundido e caracteriza-se por um interno 
mais longo. 
 Chama oxidante: acima de 1,2. É utilizada na soldagem do aço e caracteriza-se por um cone interno mais 
curto e chama de tonalidade azul-claro. 
 
- Equipamento de soldagem a gás: 
 Cilindro de aço: para armazenamento do acetileno. 
 Maçarico de soldagem: 
- Injetor (ou corpo): onde se situam as entradas dos gases e seus reguladores de passagem. 
- Misturador 
- Lâmpada 
- Bico 
 
 
Figura 100 
 
c. Soldagem alumínio-térmica: neste processo utiliza o calor gerado pela reação de combustão de uma 
mistura de alumínio e óxido de ferro, que resulta em ferro líquido e é vazado sobre a junta dos metais-base a 
serem soldados, produzindo a solda. É utilizado na união de trilhos e peças pesadas. 
𝐹2𝑂3 + 2𝐴𝑙 → 2𝐹𝑒 + 185000
𝑐𝑎𝑙
𝑚𝑜𝑙
 
 
 
71 
d. Soldagem por resistência: este processo é levado a efeito pela passagem de corrente através dos dois 
elementos a serem unidos, pressionados um contra o outro por meio de eletrodos. A alta densidade de 
corrente vence a resistência na superfície de contato das peças, gerando uma temperatura logo abaixo da 
temperatura de fusão dos metais, e promovendo a soldagem. É um processo largamente usado na indústria 
automobilística. 
- Análise energética: a quantidade de calor desenvolvida na área de contato dos elementos é dada pela lei de 
Joules: 
𝑞 = 𝐾. 𝑖2. 𝑅. 𝑡 
 
Onde i é a corrente [A], R a resistência do metal a ser soldado [Ω], t o tempo de contato [s], e K uma constante 
que varia com as diferentes condições e materiais de soldagem [J/A²Ωs] 
- Principais tipos de soldagem por resistência elétrica: 
 Soldagem por pontos (simples/múltiplos): utiliza-se eletrodos cilíndricos para comprimir a peça, 
obtendo-se uma solda de forma lenticular. 
 Soldagem de topo: as peças são forçadas uma de encontro a outra, por intermédio de pressão aplicada 
axialmente. 
- Por fagulhamento: as peças são soldadas mediante atos sucessivos de afastamento e aproximação de modo a 
produzir contato 
 Por costura: forma-se um cordão de solda pela execução repetidas de pontos de solda. 
 
Figura 101 
 
 
72 
- Equipamentos de soldagem por resistência: 
 Eletrodos: em geral, feitos em cobre, devido à alta condutividade e resistência mecânica. 
 Transformadora: 1-10V e 1 a 50Ka 
 Alavancas ou dispositivos hidropneumáticos de aplicação de pressão. 
 
Teleaula 13,15,18 
 
e. Soldagem a laser: neste processo em laser de raios luminosos gerado e focalizado num diâmetro pequeno, 
por meio de lentes, gerando o calor necessário para se realizar a soldagem. 
 
Figura 102 
 
f. Soldagem por feixe eletrônico: neste processo um feixe de elétrons é emitido por um filamento, e acelerado 
por intermédio de um anodo. Uma bobina eletromagnética de corrente contínua e baixa tensão focaliza o 
feixe eletrônico, produzindo um feixe concentrado que é dirigido à peça, de modo que sua energia cinética é 
transformada em energia térmica, vaporizando o metal-base. Permitindo a produção de peças limpas e sem 
porosidade, porém a custo elevado. (A cabine que ser a vácuo para que não entre impurezas na soldagem). 
 
 
73 
 
Figura 103 
 
g. Soldagem por fricção: neste processo, uma peça, em geral cilíndrica e dotada de movimento giratório, é 
pressionada conta outra em movimento não giratório, gerando atrito e elevando a temperatura da junção até 
que os metais encontram-se em suas zonas plásticas. O movimento giratório é interrompido e a pressão é 
rapidamente aumentada promovendo a formação da solda. 
h. Soldagem por ultrassom: neste processo, um conversor de frequência produz energia elétrica de alta 
frequência, a qual por intermédio de um sistema especial transdutor de energia, é convertida em vibração 
ultrassônica, que é transmitida a zona de soldagem. O atrito entre as superfícies metálicas remove quaisquer 
tipos de impurezas e promove uma espécie de ligação metálica, a uma temperatura inferior à de fusão dos 
metais. É utilizado, sobretudo, na soldagem de peças de formatos complexos. 
 
 
74 
11.5 – Brasagem: este processo consiste na soldagem de metais e ligas metálicas de diferentes naturezas, pela 
adição de um metal ou liga de enchimento entre os mesmos, sem que ocorra a fusão dos metais-base, mas 
somente do metal de enchimento. Tal metal, na forma de tiras ou varetas finas é colocado entra as juntas a 
serem soldadas, e coberto por fundentes de ferro a dissolver os óxidos porventura presentes, ou evitar a 
formação de óxidos durante o aquecimento. O metal fundido da vareta flui por ação da capilaridade, 
preenchendo a junta. 
 
Figura 104 
 
a. Métodos de brasagem: 
- Brasagem com maçarico: utiliza-se uma tocha acetilênica para fundir o metal de adição. 
- Brasagem em forno: utiliza-se um forno semelhante ao do processo de sinterização. 
- Brasagem por indução: utiliza-se um forno elétrico de indução. 
- Brasagem por resistência elétrica: faz-se passar uma corrente elétrica pelas peças empregando-se 
eletrodos. 
- Brasagem por banhos de sal: as peças são mergulhadas em um banho mantido a temperatura apropriada 
para aquecer as juntas e fundir o metal de adição. 
- Brasagem por ferro de soldagem: esta ferramenta é aquecida eletricamente e em seguidamantida de 
encontro à peça de forma a aquecer a junta por condução. 
 
b. Saldabrasagem: neste processo as ligas de adição caracterizam-se por possuírem alto teor de carbono e 
fundirem entre 650 e 920°C sendo o aquecimento, feito em geral, pelo emprego de maçarico. As juntas 
resultantes apresentam grande resistência mecânica e são de aspecto liso e pouco deformado. 
c. Soldagem fraca: o processo é realizado a temperaturas inferiores a 450°C e as ligas de adição são 
principalmente a base de chumbo e estanho. É muito utilizado na soldagem de componentes 
eletroeletrônicos. 
 
 
75 
11.6 – Principais defeitos de juntas soldadas, causas e tratamentos: 
a. Aparecimento de tensões residuais: devido ao aquecimento e resfriamento não uniformes. Podem ser 
aliviadas por pré-aquecimento da peça antes da soldagem, recozimento da solda e martelamento da solda de 
múltiplas camadas. (Recozimento: esquentar a peça e depois resfriar a mesma). 
b. Empenamento da peça: devido à contração não-uniforme da peça. Poder ser reduzido prendendo-se a peça 
firmemente e dividindo-se os cordões de solda longos em pequenas seções a serem soldados 
separadamente. 
c. Falta de aglutinação entre o metal liquido depositado e o metal-base: devido às más técnicas de 
soldagem. 
d. Queima ou oxidação do metal na soldagem: devido a arcos de comprimento excessivo, velocidade de 
soldagem baixa ou corrente muito alta. 
e. Porosidade: devido a presença de gases no metal e umidade no fluxo. 
f. Inclusões da escória: devido à presença de substâncias não metálicas. 
g. Fissuras: devido a contrações muito fortes, tensões estruturais, travamento excessivo da peça e presença de 
impurezas. 
h. Rebaixos: devido à alimentação não-uniforme da vareta de adição/eletrodo ou aquecimento excessivo. 
 
11.7 – Ensaios de juntas soldadas: 
a. Ensaios mecânicos: tração, dobramento e fadiga. 
b. Ensaios não-destrutivos: inspeção visual, radiográfica, ultrassônica, magnética, metalográfica, pneumática e 
hidráulica. 
 
11.8 – Teleaula 19 e 20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
76 
12. Usinagem 
12.1 – Introdução: 
a. Definição: usinagem é o processo de fabricação mecânica através do qual uma porção de material das peças 
é retirada pela ação de uma ferramenta de corte, produzindo o chamado cavaco, caracterizado pela sua 
forma geométrica irregular. (Sempre tem perda de material, mas pode ser reaproveitado) 
 
Figura 105 
 
b. Objetivos da usinagem 
- Acabamento de superfícies. 
- Obtenção de precisão dimensional. 
- Obtenção de peculiaridade (reentrância, furos, saliências). 
- Fabricação de peças com formatos complexos. 
c. Principais processos de usinagem: torneamento, cerramento, mandrilamento, aplainamento, roscamento, 
retificação, brochamento, brunimento, lapidação, espelhamento, polimento, afiação, limagem, etc. 
 
12.2 – Variações atuantes nas operações de usinagem: 
a. Avanço: é o movimento relativo da ferramenta sobre as para cada curso de máquina [mm/min]. 
b. Velocidade de corte: é a velocidade periférica (ou superficial) da peça e relação a ferramenta [m/min]. 
𝑣 =
𝑐
∆𝑡
=
𝜋𝑑
∆𝑡
=
𝜋𝑑𝑁
1000
 
Onde c é o comprimento circunferencial da peça (suposta cilíndrica) [mm], d seu diâmetro [mm], ∆t o período de 
revolução da peça (ou ferramenta) [s], N seu número de revoluções por minuto [rev/min]. 
c. Profundidade de corte: é a distância entre a superfície não usinada da peça e o fundo do corte, medida 
numa direção em ângulo reto à superfície de trabalho da peça [mm]. 
𝑡1 =
𝐷 − 𝑑
2
 
Onde D é o diâmetro original da peça a ser usinada [mm]. 
d. Angulo de cisalhamento [rad]: 
∅ ≅ 𝑠𝑖𝑛−1
𝑡1
𝑡2
 
Onde 𝑡2 é a espessura do cavaco [mm]; 
e. Força de usinagem [Kgf]: 
𝑅 = 𝑘𝑆𝑜
𝛽+1
 
Onde 𝑆𝑜 é a área de seção transversal do cavaco, antes de sua remoção da peça [mm²], K é uma constante que 
depende das condições de corte e β uma constante que depende do tipo de material sob usinagem. 
f. Coeficiente de atrito entre cavaco e ferramenta: 
 
 
77 
𝑢 =
𝐹𝐿 + 𝐹𝐶 𝑡𝑔 𝛼
𝐹𝐶 − 𝐹𝐿 𝑡𝑔 𝛼
 
Onde 𝐹𝐿 e 𝐹𝐶 são as componentes da força de corte nas direções normal e no movimento da ferramenta [Kgf], 
respectivamente, e 𝛼 é o ângulo de inclinação da ferramenta [rad]. 
 
Figura 106 
 
12.3 – Fluidos de corte: são utilizados nos processos de usinagem da maioria dos metais, com os objetivos de 
refrigeração da ferramenta e de peça, lubrificação, proteção contra corrosões e contra a soldagem da peça a 
ferramenta, além da facilitação da limpeza do cavaco. Os principais fluidos de corte são os minerais derivados 
do petróleo e os óleos emulsionáveis. 
 
 
78 
 
Tabela 12 
 
 
79 
 
Tabela 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
80 
12.4 – Torneamento: é a operação por intermédio do qual uma peça e posta para girar ao redor de uma 
máquina operatriz, chamado de torno, ao mesmo tempo em que uma ferramenta de corte lhe retira material 
perifericamente. 
a. Torno universal: (mecânico ou paralelo): 
 
Figura 107 
 
b. Ferramentas de torno: apresentam em geral uma única aresta de corte, podendo ser fabricadas inteiramente 
em aço-carbono com alto teor de carbono e/ou elementos de liga (aço-rápido), ou em aço de menor custo 
com pastilhas de corte na extremidade. 
 
 
Figura 108 
 
 
81 
 
Figura 108 
 
Em geral, temos que: 
∝ + 𝛽 + 𝛾 =
𝜋
2
 
Onde ∝ é ângulo da folga [rad], 𝛽 o ângulo de cunha [rad] e 𝛾 o ângulo de saída [rad]. 
 
 
c. Principais operações de torneamento: 
 
Figura 110 
 
 
82 
d. Outros tipos de dimensões: 
 
 
Figura 111 e 112 
 
 
83 
- Tornos automáticos ou semi-automáticos: torno em que as ferramentas, uma vez ajustadas, podem ser 
aplicadas repetidamente à pela sob usinagem, sem necessidade de reajuste para cada corte. 
 
Teleaula 21 a 25 e 34 a 40. 
 
12.5 – Furação: é a operação de usinagem que tem por objetivo abrir, alargar ou acabar furos em peças as 
quais são dotadas de movimento giratório contínua e de movimento de avanço retilíneo segundo o eixo de 
perfuração. 
a. Brocas: são ferramentas dotadas de gumes cortados em sua extremidade, responsável por arrancar material 
da peça a ser furada. O cavaco resultante se enrola em forma espiral cilíndrica, à medida que é retirado, 
deslizando pelos dois canais helicoidais de descarga. 
 
Figura 113 
 
b. Broca canhão: possui um único gume cortante, sendo utilizadas na abertura de orifícios de grande 
profundidade (75 a 750mm) 
- Escariadores (ou alargadores): tem por objetivo acabar os furos, nas dimensões e tolerância finais. 
 
 
84 
 
Figura 114 
 
- Machos de tarraxa: são brocas para abrir roscas. 
 
Figura 115 
 
b. Furadeiras: são máquinas operatrizes que transmitem os movimentos, fundamentais de avanço e rotação às 
brocas. O mecanismo utilizado para prender a broca à furadeira é chamado de mandril. 
 
 
 
85 
- Furadeira de coleira: 
 
Figura 116 
 
- Furadeira de várias colunas: nesta furadeira, cada possui coluna seu próprio mandril. As brocas 
permanecem constantes montadas, até que todas as operações de furação terminem. 
- Furadeiras de bancada: é uma furadeira de coluna de menor porte dotado de avanço manual. 
- Furadeira portátil: é o emprego em um orifício localizada em difíceis posições. 
c. Principais operações de furação: 
 
Figura 117 
 
 
86 
12.7 – Aplainamento: é a operação de usinagem que visa a obtenção de superfícies planas, pelo emprego de 
uma ferramenta dotada de um único gume