Forjamento - Processos de Fabricação

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PROCESSO DE FORJAMENTO 
1.INTRODUÇÃO 
 
Forjamento é o processo de conformação mecânica, ou seja, mediante 
aplicação de esforços mecânicos altera-se plasticamente a forma dos 
materiais. O forjamento é o antecessor de todos os processos de 
transformação por deformação plástica. As tribos hindus desde 1500 antes de 
cristo trabalhavam o ouro, a prata e o ferro. A arte do forjamento foi utilizada 
até a idade média para a fabricação de armas e armaduras. De todos os 
processos de fabricação, a conformação mecânica tem um fundamental papel 
porque produz peças com excelentes propriedades mecânicas com a mínima 
perda do material, oferecendo assim um menor custo de fabricação. Parte-se 
de uma geometria relativamente simples, que após prévio aquecimento ou não, 
e uma ou mais operações, podemos gerar uma ou mais peças com a mais 
complexa geometria. 
2.HISTÓRIA DO FORJAMENTO 
O forjamento é o processo conformação mecânica pelo qual o metal é 
aquecido e moldado por deformação plástica com a adequada aplicação da 
força de compressão. O método de forjamento antecede o processo de 
soldagem. Forjar um determinado tipo de material refina a estrutura de grãos e 
melhora as propriedades físicas do metal. Materiais com sinais de forjamento 
são mais consistentes, não apresentam porosidade, rachaduras e outros 
defeitos. Também as operações de revestimento, como metalização ou pintura 
são simples devido a uma boa superfície, que precisa de muito pouca 
preparação. Metais forjados possuem rendimento de alta resistência ao peso e 
a pressão. 
O forjamento, geralmente realizado a quente, é responsável pela produção de 
grande parte dos elementos e componentes mecânicos. A combinação de 
formas adequadas com excelentes propriedades obtidas com este processo 
tem garantido sua permanência entre os mais empregados, por isso são 
empregos, frequentemente, na concepção das partes de aeronaves. Além 
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disso, para peças de grandes dimensões, somente o forjamento permite a 
obtenção das formas e propriedades requeridas, e com uma perda mínima de 
material, oferecendo assim um menor custo de fabricação. 
Acredita-se que os forjamentos mais antigos tenham se iniciado no Egito 
e na Ásia por volta de 4.000 a.C. ou provavelmente ainda antes. Ferro e bronze 
fundidos foram forjados por esses homens da antiguidade para produzir 
ferramentas manuais, instrumentos e armas grosseiras, como facas, adagas e 
lanças. A substituição do braço do ferreiro ocorreu nas primeiras etapas da 
Revolução Industrial. Atualmente existem variados equipamentos de forjamento 
para a produção de peças das mais variadas geometrias. 
 
Artesão forjando uma peça na bigorna 
 
O metal é sempre mais forte na direção de sua estrutura granular. O 
forjamento permite que os grânulos sejam alinhados na direção do instrumento. 
O corte da usinagem do instrumento normalmente avança contra o grão, e 
dessa forma enfraquece o instrumento. Além disso, uma vez que o forjamento 
é criado pela pressão e não pela usinagem, muito menos material é perdido no 
processo. Com base nessas vantagens, os forjados são geralmente mais fortes 
do que os Instrumentos usinados. 
 
A desvantagem do forjamento é que as altas temperaturas necessárias 
no processo podem provocar uma rápida oxidação, o que produz um 
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acabamento insatisfatório e escamas na superfície. Em virtude dessa 
escamação, a manutenção de pequenas tolerâncias pode, às vezes, ser difícil. 
 
Quando as peças metálicas são forjadas procura-se alterar 
principalmente as propriedades de elasticidade e de plasticidade do metal. 
Elasticidade 
Elasticidade é a propriedade que o material metálico tem de se deformar, se 
um esforço é aplicado sobre ele, e de voltar a forma anterior quando o esforço 
aplicado parar de existir. 
Plasticidade 
Plasticidade é a propriedade que o material metálico tem de manter uma 
determinada deformação, se um esforço for aplicado sobre ele, e permanecer 
deformado quando o esforço parar de existir. Normalmente este esforço 
aplicado ao metal é maior e mais prolongado, do que na descrição anterior. 
Estas propriedades dependem de como os átomos do metal estão 
arranjados, onde situações estruturais permitem maiores ou menores 
deformações, requerendo mais ou menos energia e esforço para se deformar 
um material metálico. 
De um modo geral, todos os materiais conformáveis podem ser forjados. Os 
mais utilizados para a produção de peças forjadas são: 
• Aços (comuns e ligados, aços estruturais, aços para cementação e para 
beneficiamento, aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos, aços 
ferramenta); 
• Ligas de alumínio; 
• Cobre (especialmente os latões); 
• Magnésio; 
• Níquel (inclusive as chamadas superligas, como Waspaloy, Astraloy, 
Inconel, Udimet 700, etc., empregadas principalmente na indústria 
aeroespacial); Titânio; 
 
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3.INFLUÊNCIAS DA TEMPERATURA NO FORJAMENTO 
A fixação da temperatura é variável, sendo uma dependência do tipo de 
material que se deseja forjar. Em geral seus limites são fixados pelo aumento 
excessivo de força quando a temperatura é muito baixa (limite inferior) e pela 
oxidação em temperaturas mais altas (limite superior). Todavia, é necessário 
um conhecimento bem detalhado do comportamento do material com o qual se 
está trabalhando, ou seja, conhecer a tensão de escoamento, as perdas por 
oxidação, o alongamento e as zonas de transformação de fase em função da 
temperatura. Todos esses parâmetros devem ser conhecidos para se evitar 
defeitos e otimizar o processo. 
 
O efeito da distribuição da temperatura, taxa de deformação, geometria 
do instrumento e fricção são aspectos críticos no conjunto do processo de 
forjamento. Tanto a temperatura de acabamento mantida durante o forjamento 
como a forma de resfriamento tem um efeito sobre o produto. O resfriamento 
rápido de um produto que estiver a uma temperatura alta resultará em 
excessiva dureza do produto, aumentando dessa forma as tensões internas. 
Recomenda-se que seja empregado um tratamento de recozimento antes da 
usinagem da peça forjada. O recozimento consiste no aquecimento da peça 
seguido de um lento resfriamento em um forno de recozimento para amaciar o 
instrumento. 
 
3.1 FORJAMENTO À QUENTE 
No forjamento a quente, o processo ocorre a uma temperatura acima da 
temperatura de recristalização do material. Na etapa de conformação final, 
ocorre a formação de rebarba, devido ao excesso de material. 
No forjamento convencional a quente o peso do forjado pode atingir o 
dobro do usinado, e sua rebarba representa de 20 a 40% de seu peso, 
aumentando os custos com a compra de material, sua manipulação, 
armazenagem, aquecimento até temperatura de forjamento e usinagem. 
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O processo de forjamento a quente geralmente começa pelo corte das 
barras, em guilhotina, para obtenção dos tarugos. Os tarugos passam por um 
forno contínuo para serem aquecidos e posteriormente forjados em prensa. O 
forjamento deverá ocorrer em duas ou mais etapas que permitam o 
preenchimento adequado das matrizes. As rebarbas do forjado são retiradas, 
em uma operação de corte, imediatamente após o forjamento. Após o corte, os 
forjados são tratados termicamente para obter-se uma microestrutura 
adequada à usinagem. 
Vantagens: 
• Permite grandes deformações; 
• Boa precisão dimensional; 
• Menor energia requerida para deformar o metal, já que a tensão de 
escoamento (limite do regime elástico) decresce com o aumento da 
temperatura; 
• Aumento da capacidade do material para escoar sem se romper 
(ductilidade); 
• Eliminação de bolhas e poros por caldeamento.Desvantagens: 
 
• Necessidade de equipamentos especiais (fornos, manipuladores, etc.) e 
gasto de energia para aquecimento das peças; 
• Reações do metal com a atmosfera do forno, levando a perdas de material 
por oxidação e outros problemas relacionados; 
• Desgaste das ferramentas é maior e a lubrificação é difícil; 
• Necessidade de grandes tolerâncias dimensionais por causa de expansão e 
contração térmica; 
• Estrutura e propriedades do produto resultam menor uniformidade do que 
em caso de trabalho a frio seguido de recozimento, pois a deformação 
sempre maior nas camadas superficiais produz nas mesmas uma 
granulação recristalizada mais fina, enquanto que as camadas centrais, 
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menos deformadas e sujeitas a um resfriamento mais lento, apresentam 
crescimento de grãos. 
 
3.2 FORJAMENTO À FRIO 
 
O forjamento a frio é denominado um processo de conformação plástica, 
ou seja, que ocorre no campo plástico da liga metálica, sem remoção de 
material. A designação a frio refere-se ao fato de que durante o 
processamento, o material conformado encontra-se em temperaturas (na 
maioria dos casos, a temperatura ambiente) que não provocam seu 
recozimento. Assim, os produtos forjados a frio apresentam-se encruados, com 
um nível de resistência mecânica elevado. 
O encruamento faz com que a capacidade de deformação plástica do 
metal (conformabilidade) seja reduzida. Desta forma, reduz-se também a 
possibilidade de grandes reduções de área ou a obtenção de geometrias 
complexas. Assim, o forjamento a frio é normalmente empregado para a 
fabricação de peças similares a sólidos de revolução com dimensões e pesos 
relativamente reduzidos (eixos, parafusos, pinos, porcas e plugs). 
O aspecto vantajoso do processo reside na elevada qualidade 
dimensional e superficial dos produtos associada ao trabalho a frio, no qual não 
estão presentes inconvenientes do trabalho a quente como a oxidação, a 
descarbonetação e a contração térmica. 
Comparado à usinagem e ao forjamento a quente, o forjamento a frio 
apresenta maior produtividade e economia de matéria-prima, o que torna esse 
processo altamente competitivo para a produção de peças em aço. 
Vantagens: 
 
• Menor quantidade de matéria-prima requerida (a peça pode ser obtida em sua 
forma final sem nenhuma perda de material ou com na direção do trabalho 
mecânico aplicado) pequena quantidade de sobremetal para usinagem ou 
ainda necessitando apenas operações de furação ou rebarbagem); 
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• Melhoria das propriedades mecânicas da peça devido ao trabalho de 
conformação realizado no material (geralmente aumenta o limite de ruptura, o 
limite de escoamento e a dureza, além de se obter uma estrutura granular 
orientada na direção do trabalho mecânico aplicado); 
• Possibilidade de utilização de matéria-prima mais barata; 
• Obtenção de formas especiais (é possível obter peças que não seriam 
produzidas economicamente por nenhum outro processo); 
• Alta produtividade; 
• Precisão dimensional; 
• Bom acabamento superficial; 
• Possibilita a substituição de um material de custo maior (alta liga) forjado a 
quente, por outro de custo menor (aço carbono) forjado a frio, obtendo-se 
assim peças forjadas com propriedades mecânicas equivalentes. 
Desvantagens 
• Necessidade de prensas de maior capacidade; 
• Pressões elevadas nas ferramentas, necessitando assim de materiais 
especiais e geralmente de alto custo; 
• Necessidade de recozimentos intermediários para obterem-se grandes 
deformações; 
• Viável economicamente apenas para lotes grandes de peças; 
• Tempos de preparação de máquinas e ajuste do ferramental, maiores. 
 
3.3 FORJAMENTO À MORNO 
Os processos de forjamento a morno objetivam aliar as vantagens das 
conformações a quente e a frio. 
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O trabalho a morno consiste na conformação de peças numa faixa de 
temperatura onde ocorre o processo de recuperação (queda da resistência 
mecânica), portanto, o grau de endurecimento por deformação é 
consideravelmente menor do que no trabalho a frio. 
Existe uma faixa de temperatura empregada na conformação a morno 
dos aços, entre 500 e 800° C. A temperatura inferior de conformação é limitada 
em aproximadamente 500°C devido à possibilidade de ocorrência da 
"fragilidade azul" em temperaturas mais baixas. 
Esta fragilização aumenta a tensão de escoamento e diminui a 
ductilidade. Ela ocorre em temperaturas em torno de 200 a 400°C onde, 
átomos intersticiais difundem-se durante a deformação formando atmosferas 
em torno das discordâncias geradas, ancorando-as. O nome azul refere-se à 
coloração do óxido formado na superfície do aço nesta faixa de temperatura. 
Com relação ao trabalho a quente o processo a morno apresenta melhor 
acabamento superficial e precisão dimensional devido à diminuição da 
oxidação e da dilatação - contração do material e da matriz. 
A maior desvantagem da conformação a morno com relação ao 
processo a quente é o aumento do limite de escoamento que ocorre com a 
redução da temperatura de deformação. O aumento da carga de conformação 
implicará na necessidade de se empregar prensas mais potentes e ferramentas 
mais resistentes. Os tarugos para a conformação, por sua vez, podem requerer 
decapagem para remoção de carepa e utilização de lubrificantes durante o 
processo. Em relação ao trabalho a frio o processo a morno apresenta redução 
dos esforços de deformação, o que permite a conformação mais fácil de peças 
com formas complexas, principalmente em materiais com alta resistência. A 
conformação a morno melhora ainda a ductilidade do material e elimina a 
necessidade de recozimentos intermediários que consomem muita energia e 
tempo. 
 
 
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4. MATRIZES 
 Matrizes são peças, usualmente de aço ferramenta, que entram em 
contato com o metal durante o forjamento. Comumente se classifica a 
operação em pauta em forjamento em matrizes abertas e em matrizes 
fechadas; no caso do forjamento em matrizes abertas, a restrição ao 
movimento lateral do metal sendo comprimido é pequena, e as matrizes têm 
geometria bastante simples (Fundamentos da conformação mecânica dos 
metais, 1993). 
 
4.1 MATRIZES ABERTAS 
 Nos forjamentos realizados em matrizes abertas as matrizes 
normalmente têm formatos de geometria básica e bem simples. Uma parte da 
matriz fica presa na parte superior do martelo de forja e a outra parte da 
matriz fica fixa na parte inferior do equipamento, não havendo nenhuma outra 
parte nas laterais da peça que venha a restringir ou impedir a deformação, 
deixando este espaço livre para a deformação do metal. No forjamento em 
matrizes abertas dá-se o golpe vira-se a peça a 90º e volta-se a bater, quando 
for possível e o processo for por martelamento, quando for por prensagem a 
deformação ocorre um único aperto. São utilizadas para a produção de peças 
grandes e em lotes produtivos pequenos. 
 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. Para o forjamento de peças pesadas de um 
tamanho da ordem de 100 toneladas a moldagem livre é a única possibilidade 
de fabricação. O forjamento livre pode ser realizado com o auxílio da força 
muscular, quando então é denominado forjamento livre manual, ou com o 
auxílio, das prensas ou máquinas de forjar, neste caso recebe a denominação 
de forjamento livre a máquina. Tanto numa situação quanto outra, o formato da 
peça, assim como suas dimensões são obtidas pela habilidade do forjador em 
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manipular as máquinas e as ferramentas sendo, portanto, uma operação a ser 
realizada por profissionalespecializado. 
 Nas situações em que as peças já não são tão pequenas, ou ainda que se 
deseje maior produção o forjamento livre pode ser realizado com máquinas, 
neste caso a única mudança é que a força para a deformação não é mais 
muscular, ela é produzida por uma máquina, mas todo o controle da forma, 
dimensão e deformação é levado a cabo pelo forjador baseado na sua 
habilidade e conhecimento. 
 
Desenho esquemático do forjamento livre 
 
 
4.2 MATRIZES FECHADAS 
 
No forjamento em matrizes fechadas, uma parte da matriz fica presa na 
parte de cima do martelo de forja e a outra parte fica fixa na parte de baixo do 
equipamento, só que neste caso, a matriz se fecha por completo quando 
forjamento ocorre, enclausurando completamente o metal que será forjado e o 
metal adquire a forma que foi esculpida na matriz, ou seja, ele recebe esforço e 
se deforma em todas as direções, inclusive nas laterais, diferente do processo 
anterior. 
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Neste tipo de forjamento deixa-se uma região pré-determinada na matriz 
para receber o excesso de material que é deslocado para uma cavidade extra 
na matriz e posteriormente eliminado, este excesso de material chama-se de 
rebarba. 
Este tipo de forjamento exige muito mais das matrizes, porque esforços 
são aplicados, sobre as mesmas, em todas as direções. Devido a essas 
condições de trabalho é necessário que essas matrizes apresentem alta 
dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, alta resistência mecânica a 
quente e alta resistência ao desgaste. Este tipo de matriz é muito mais caro 
que o anterior. 
Em geral, na forja em matriz, o tarugo é primeiro desbastado e 
esquadrinhado para ajustar o metal nas posições corretas na matriz para o 
forjamento subsequente. O tarugo pré-moldado é então colocado na cavidade 
da matriz de forja em bruto para atingir uma forma próxima à desejada. A maior 
parte da mudança da forma ocorre quase sempre nessa etapa. Em seguida a 
peça é transferida para uma matriz de acabamento, onde é forjada para a 
forma e dimensões finais. 
Normalmente a cavidade de forja em bruto e a cavidade de acabamento 
são usinadas no mesmo bloco de matriz. Com frequência, são feitos o 
desbaste e a expansão do metal nos extremos do bloco da matriz. 
O material de partida é geralmente fundido ou, mais comumente, 
laminado - condição esta que é preferível, por apresentar uma microestrutura 
mais homogênea. Peças forjadas em matriz, com peso não superior a 2 ou 3 
kg, são normalmente produzidas a partir de barras laminadas; as de maior 
peso são forjadas a partir de tarugos ou palanquilhas, quase sempre também 
laminados, e cortados previamente no tamanho adequado. Peças delgadas 
como chaves de boca, alicates, tesouras, tenazes, facas, instrumentos 
cirúrgicos, etc., podem ser forjadas a partir de recortes de chapas laminadas. 
Usam-se duas classes básicas de equipamentos para a operação de forja: o 
martelo de forjar que aplica golpes de impacto rápidos sobre a superfície do 
metal; e as prensas de forjar que submetem o metal a uma força compressiva 
aplicada relativamente de uma forma lenta. 
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Forjamento em matriz fechada 
 
 
5. CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS EQUIPAMENTOS 
 O tipo de maquina a ser utilizado depende da forma, tamanho, material e 
numero de peças a serem produzidas. Os equipamentos para forjamento 
podem ser divididos em dois grupos: os martelos de forjamento e as prensas. 
 
5.1 FORJAMENTO POR PRENSAGEM 
 Nesse tipo de processo uma pressão continua e devagar é aplicada na 
área a ser forjada. Esta operação pode ser realizada a quente ou a frio. A 
operação a frio é utilizada em materiais recozidos, e o processo a quente é 
feito em peças para maquinaria pesada. O forjamento por pressão é mais 
econômico do que o forjamento por impacto, e grandes tolerâncias 
dimensionais são obtidas. Estes tipos de operação podem ser divididos em: 
forjamento em matriz aberta e forjamento em matriz fechada. O primeiro caso 
pode ser utilizado em grandes forjamentos, onde podem ser necessárias 
sucessivas aplicações de força em diferentes partes da peça. O forjamento em 
matriz fechada proporciona as melhores condições de obtenção de peças 
totalmente isentas de qualquer alteração interna ou externa, devido a não 
destruição da estrutura do material e dado a pouca alteração do estado físico 
da matéria prima original durante a conformação. Pode se produzir peças mais 
complexas pelo forjamento em matriz fechada do que pelo outro método. 
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5.1.1 PRENSAS DE FUSO 
 São constituídas de um par porca/parafuso, com a rotação do fuso, a 
massa superior se desloca, podendo estar fixada no próprio fuso ou então 
fixada à porca que neste caso deve ser móvel, dando origem a dois subtipos de 
prensas; as de fuso móvel; e as de porca móvel. 
 Ligado ao fuso há um disco de grande dimensão que funciona como 
disco de inércia, acumulando energia que é dissipada na descida. O 
acionamento das prensas de fuso pode ser de três tipos: 
• através de discos de fricção; 
• por acoplamento direto de motor elétrico; 
• acionado por engrenagens. 
 
Esquema de uma prensa de fuso 
 
5.1.2 PRENSAS EXCÊNTRICAS OU MECÂNICAS 
 Depois do martelo de forja, a prensa mecânica é o equipamento mais 
comumente utilizado. Pode ser constituído de um par biela/manivela, para 
transformar um movimento de rotação, em um movimento linear recíproco da 
massa superior da prensa. 
 Para melhorar a rigidez deste tipo de prensa algumas variações do 
modelo biela/manivela foram propostos assim nasceram as prensas 
excêntricas com cunha e as prensas excêntricas com tesoura. Prensas 
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excêntricas com cunha e com tesoura que tem a finalidade de serem mais 
rígidas que uma prensa excêntrica convencional. 
O curso do martelo neste tipo de prensa é menor que nos martelos de 
forjamento e nas prensas hidráulicas. O máximo de carga é obtido quando a 
massa superior está a aproximadamente 3 mm acima da posição neutra 
central. São encontradas prensas mecânicas de 300 a 12.000 toneladas. A 
pancada de uma prensa é mais uma aplicação de carga crescente do que 
realmente um impacto. Por isto as matrizes sofrem menos e podem ser menos 
maciças. Porem o custo inicial de uma prensa mecânica é maior que de um 
martelo. 
 
Esquema de uma prensa mecânica 
 
5.1.3 PRENSAS HIDRÁULICAS 
 
 As prensas hidráulicas são máquinas limitadas na carga, na qual a 
prensa hidráulica move um pistão num cilindro. A principal característica é que 
a carga total de pressão é transmitida em qualquer ponto do curso do pistão. 
Essa característica faz com que as prensas hidráulicas sejam particularmente 
adequadas para operações de forja do tipo de extrusão. A velocidade do pistão 
pode ser controlada e mesmo variada durante o seu curso. A prensa hidráulica 
é uma máquina de velocidade baixa, o que resulta em tempos longos de 
contato com a peça que pode levar a problemas com a perda de calor da peça 
a ser trabalhada e com a deterioração da matriz. Por outro lado a prensagem 
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lenta de uma prensa hidráulica resulta em forjamento de pequenas tolerâncias 
dimensionais. As prensas hidráulicas são disponíveis numa faixa de 500 a 
18.000 toneladas, já tendo sido construídas, também, prensas hidráulicas de 
50.000 toneladas. O custo inicial de uma prensa hidráulica é maior do que o de 
uma prensa mecânica da mesma capacidade. São disponíveis na literatura 
técnica fatores para conversão entre a capacidade das prensas e dos martelos 
de forja. 
 
 
Esquema de uma prensa hidráulica 
 
 
5.2 FORJAMENTO POR IMPACTO5.2.1 MARTELO DE FORJA OU MARTELO DE QUEDA 
 Neste tipo de equipamento a força é aplicada por impacto gerado por 
grandes cilindros atuadores (rams), podendo ser impulsionado por vapor ou ar 
comprimido. 
 O forjamento por martelamento é feito utilizando-se um martelo de forja, 
especial para a deformação de variados tipos de materiais. Com a aplicação de 
força em batidas ou pancadas, o martelo de forja atinge a superfície que se 
deseja moldar, podendo ou não gerar pontos de tensão. O interessante é que o 
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método de forjamento pode ser aplicado em peças com massa que varia entre 
poucos quilos até toneladas, não importa seu tamanho e a altura em que 
esteja. 
 
Esquema de um martelo de forja 
 
 
5.3 OUTROS PROCESSOS DE FORJAMENTO 
Existem processos menos comuns de forjamento, que são o forjamento 
rotativo e o forjamento em cilindros. 
O forjamento rotativo é um processo de redução da área da secção 
transversal de barras, tubos ou fios, feito com a aplicação de golpes radiais 
repetidos, com o emprego de um ou mais pares de matrizes opostas. Por esse 
processo consegue-se reduzir, por exemplo, tubos a partir de 35 cm de 
diâmetro e, barras a partir de 10 cm de diâmetro aproximadamente. A figura 
abaixo (8) mostra métodos de forjamento rotativo. Em (a), as matrizes são 
cônicas (estas abrem e fecham rapidamente enquanto a peça gira), em (b), as 
matrizes giram num fuso ao mesmo tempo em os roletes, ao redor da periferia 
da peça, se abrem e se fecham golpeando a peça centenas de vezes por 
minuto. Esse é o processo de forjamento rotativo mais comum. Em (c), o tubo é 
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introduzido enquanto a bucha gira continuamente. Pode-se fazer esse 
procedimento em torno mecânico. Forjamento rotativo de tubos é feito 
objetivando a redução dos diâmetros interno e externo, confecção de 
conicidade em uma extremidade, melhoria da resistência e obtenção de 
tolerâncias mais estreitas. 
 
Forjamento rotativo 
 
 
O forjamento em cilindros é empregado na redução da secção 
transversal de barras ou tarugos e, seu processo se dá conforme ilustra a 
figura (9). 
A peça passa em cada canelura dos cilindros que, ao girarem, 
comprimem a peça numa das caneluras. O movimento é interrompido, a peça é 
colocada na canelura seguinte e, os cilindros movem-se novamente, e assim 
sucessivamente. 
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Cilindros de forjamento 
Este processo é usado para aumentar o comprimento de barras, reduzir 
o seu diâmetro ou modificar sua secção transversal conforme desejado. É um 
processo simples, com as vantagens de ser rápido na conformação preliminar 
de peças que serão recalcadas ou, forjadas em matriz, ou mesmo, para a 
fabricação de objetos com formas já definidas. 
 
6. OPERAÇÕES UNITÁRIAS 
São operações relativamente simples de conformação por forjamento, 
empregando matrizes abertas ou ferramentas especiais, podendo ter as 
finalidades de: 
• Produzir peças acabadas de feitio simples; 
• Redistribuir a massa de uma peça bruta para facilitar a obtenção de uma 
peça de geometria complexa por posterior forjamento em matriz. 
 
Recalque ou recalcamento: Compressão direta do material entre um par de 
ferramentas de face plana ou côncava, visando primariamente reduzir a altura 
da peça e aumentar a sua secção transversal. 
Estiramento: Visa aumentar o comprimento de uma peça “à custa” da sua 
espessura 
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Encalcamento (ingl. fullering): Variedade de estiramento em que se reduz a 
secção de uma porção intermediária da peça, por meio de uma ferramenta ou 
impressão adequada. 
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. 
Alargamento: aumenta a largura de uma peça reduzindo sua espessura. 
Furação: Abertura de um furo em uma peça, geralmente por meio de um 
punção de formato apropriado. 
Extrusão: O material é forçado a passar através de um orifício de secção 
transversal menor que a da peça. 
Laminação de forja: Reduz e modifica a secção transversal de uma barra 
passando-a entre dois rolos que giram em sentidos opostos, tendo cada rolo 
um ou mais sulcos de perfil adequado, que se combina com o sulco 
correspondente do outro rolo. 
Caldeamento: Visa produzir a soldagem de duas superfícies metálicas limpas, 
postas em contato, aquecidas e submetidas a compressão. 
Cunhagem: Geralmente realizada a frio, empregando matriz fechada ou 
aberta, visa produzir uma impressão bem definida na superfície de uma peça, 
sendo usada para fabricar moedas, medalhas talheres e outras peças 
pequenas, bem como para gravar detalhes de diversos tipos em peças 
maiores. 
Fendilhamento: Consiste em separar o material, geralmente aquecido, por 
meio de um mandril de furação provido de gume; depois que a ferramenta foi 
introduzida até a metade da peça, esta é virada para ser fendilhada do lado 
oposto. 
Expansão: Visa alargar uma fenda ou furo, fazendo passar através do mesmo 
uma ferramenta de maiores dimensões; geralmente se segue ao 
fendilhamento. 
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7. TRATAMENTOS TÉRMICOS 
 
Dependendo da aplicação de uma peça forjada, suas propriedades 
mecânicas podem ser melhoradas por um tratamento térmico, anterior ou 
posterior à operação de forjamento. 
 
• Pré-aquecimento: É feito para prevenir fratura ou distorção do material. Isto 
é feito colocando-se o material em uma serie de fornos que irão aumentando 
gradativamente a temperatura desse material. 
 
• Recozimento: Este processo deve anteceder o forjamento para que o 
material se torne menos quebradiço, ou mais maleável e dúctil, e também 
reduzir as tensões internas. Este tratamento é feito aquecendo-se o aço 
acima da zona critica e deixá-lo resfriar lentamente. 
 
• Normalização: É feito para melhorar a estrutura cristalina do aço, obtendo 
assim melhores propriedades mecânicas. É feito aquecendo-se o material 
acima da zona critica e deixando-o resfriar ao ar. Isto permite um 
refinamento no tamanho do grão. 
 
• Endurecimento: Pode ser realizado após o processo de forjamento, por um 
tratamento de tempera, aquecendo-se o material vagarosamente até a zona 
critica, para que haja uma transformação uniforme na estrutura do aço, e 
então e resfriando-o rapidamente em um tanque com água ou óleo. 
 
8. DEFEITO DOS PRODUTOS FORJADOS 
 Muitos defeitos podem ocorrer quando se fala de forjamento de metais, 
ainda mais porque se trabalha com metais em altas temperaturas e 
sob elevadas cargas de pressão ou impacto, vamos exemplificar alguns que 
normalmente são os principais: 
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• Falta de Redução: Preenchimento incompleto do metal na cavidade da 
ferramenta, isto ocorre porque o metal não fluiu como planejado na cavidade 
da matriz e não completou a peça, faltando partes da mesma, ou porque a 
força aplicada não foi suficiente para fazer isso. 
• Trincas Superficiais: Rachaduras que aparecem na superfície da peça, isto 
se deve ao excessivo trabalho na superfície da peça em temperatura baixa 
ou por fragilidade aquente inerente ao material (metal). 
• Trincas nas Rebarbas: Rachaduras que aparecem na região das rebarbas, 
após o rebarbamento que é a retirada do excesso de metal do 
forjamento, aparecem porque o metal apresenta impurezas oriundas da 
fundição ou porque o as rebarbas são pequenas e migram das rebarbas 
para a peça forjada, outro motivo, é que quando ao se rebarbar o esforço 
aplicado é muito lento, não cortando, mas sim arrancando a rebarba. 
• Trincas Internas: Rachaduras que aparecem na parte interna da peça, isto 
ocorre devido às tensões originárias por grandes deformações, elevadastemperaturas de trabalho e impurezas presentes no metal. 
• Gota Fria: Aparente rachadura que apresenta o formato de uma ruga na 
superfície da peça e pode ser mais ou menos profunda, isto ocorre devido à 
baixa temperatura de forjamento do metal ou da baixa temperatura de 
trabalho da 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. 
• 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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9. APLICAÇÕES DAS PEÇAS FORJADAS 
 De um modo geral, todos os materiais conformáveis podem ser forjados. 
Os mais utilizados para a produção de peças forjadas são os aços (comuns e 
ligas, aços estruturais, aços para cementação e para beneficiamento, aços 
inoxidáveis ferríticos e austeníticos, aços ferramenta), ligas de alumínio, de 
cobre (especialmente os latões), de magnésio, de níquel (inclusive as 
chamadas superligas, como Waspalloy, Astralloy, Inconel, Udimet 700, etc., 
empregadas principalmente na indústria aeroespacial) e de titânio. 
O material de partida é geralmente fundido ou, mais comumente, 
laminado - condição esta que é preferível, por apresentar uma microestrutura 
mais homogênea. 
Peças forjadas em matriz, com peso não superior a 2 ou 3 kg, são 
normalmente produzidas a partir de barras laminadas; as de maior peso são 
forjadas a partir de tarugos ou palanquilhas, quase sempre também laminados, 
e cortados previamente no tamanho adequado. 
Peças delgadas, como chaves de boca, alicates, tesouras, tenazes, 
facas, instrumentos cirúrgicos, entre outras, podem ser forjadas a partir de 
recortes de chapas laminadas. 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
O estudo dos processos de forjamento é fundamental para o técnico em 
mecânica, ao qual se oferece mais uma opção no sentido de processamento 
de materiais metálicos para as diversas aplicações industriais. 
O forjamento é um processo de manufatura amplamente usado, pois, 
dependendo do tipo de processo, pode gerar mínima perda de material, boa 
precisão dimensional e melhorar as propriedades mecânicas da peça 
conformada, uma prova disso tudo é que desde os tempos antigos os nossos 
ancestrais já usavam esses métodos de forjamento para confeccionar materiais 
de caça, armaduras espadas, e com a revolução industrial as máquinas vieram 
e facilitaram muito em todos os aspectos como rapidez nos processos, 
qualidade das peças e claro lucro, porém sem dispensar a sensibilidade e 
competência do ser humano. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS: 
 
<http://www.conformacaomecanicaunisc.blogspot.com> 
< http://mmborges.com/processos/Conformacao/cont_html/Forjamento.htm> 
<http://www.ebah.com.br/prensas-doc-a33253.htm> 
<http://www.ebah.com.br/trabalho-sobre-forjamento-pdf-19817.html> 
<http://www.engmec.fesurv.br/Forjamento.pdf> 
< http://pt.slideshare.net/dougyanci/forjamento-12949801> 
<http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6489-tipos-de-forjamento-e-
ferramentas>