Conformacao 2007

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Conformação: 
• É o processo de transformação dos 
materiais (metálicos), através da ação de 
tensões mecânicas sem que haja 
remoção de material; 
 
• A modificação ocorre na forma, na 
dimensão e nas propriedades físicas dos 
materiais. 
Propriedades de Interesse 
 O processo de conformação produz peças melhorando 
suas propriedades mecânicas como: 
 
– Resistência à Tração; 
 
– Dureza; 
 
– Tenacidade; 
Histórico 
A conformação foi o primeiro 
método para a obtenção de 
formas úteis. 
Fabricação artesanal de espadas por martelamento (forjamento). 
Histórico 
 Observava-se que as lâminas de 
espadas exaustivamente deformadas 
ficavam mais fortes que as pouco 
deformadas. 
 
 Hoje sabemos que este resultado é 
alcançado devido ao refino de grão e ao 
próprio direcionamento estrutural , além 
da redução das impurezas e 
caldeamento de porosidades mais 
eficiente. 
Histórico 
Velazquez (1599-1660) 
Classificação: 
 Em função da temperatura e do material utilizado a 
conformação mecânica pode ser classificada como: 
– trabalho a frio; 
– trabalho a quente. 
 
 Cada um destes trabalhos fornecerá características 
especiais ao material e à peça obtida. 
Estas características serão função: 
• da matéria prima utilizada como: 
– composição química; 
– estrutura metalúrgica (natureza, tamanho, 
forma); 
• das condições impostas pelo processo 
tais como: 
– o tipo e o grau de deformação; 
– a velocidade de deformação; 
– a temperatura em que o material é 
deformado. 
Forjamento a frio 
 Possibilita vantagens como: 
• propriedades mecânicas melhoradas; 
• superfície final com baixa rugosidade; 
• tolerância dimensional mais fechada; 
• economia de matéria-prima, já que para uma 
dada peça; 
• o peso inicial do tarugo para esse processo de 
conformação é bem menor quando comparado 
ao forjamento a quente. 
 
Comparação: 
Produtos 
 Atualmente cerca de 80% dos produtos 
manufaturados sofrem uma ou mais 
operações de conformação para a 
obtenção de peças com formas úteis, tais 
como tubos, barras, chapas finas além de 
peças com seu formato final. 
Principais processos de conformação: 
 
• Forjamento; 
 
 
 
• Laminação; 
 
 Trefilação; 
 
 
 
 Extrusão; 
 
Corte; 
 
 
 
Dobra; 
 
Conformação de chapa 
• Embutimento; 
 
 
 
• Estiramento; 
 
Principais processos de conformação: 
Forjamento: 
Processo de transformação de metais por prensagem 
ou martelamento. 
 
 Laminação: Processo de deformação plástica no 
qual o metal tem sua forma alterada ao passar entre 
rolos e rotação. É o de maior uso em função de sua alta 
produtividade e precisão dimensional. Pode ser a 
quente ou a frio. 
 
Principais processos de 
conformação: 
Extrusão: Processo no qual um bloco de metal 
tem reduzida sua seção transversal pela aplicação 
de pressões elevadas, forçando-o a escoar 
através do orifício de uma matriz. 
 
 Trefilação: Processo que consiste em puxar o 
metal através de uma matriz, por meio de uma 
força de tração a ele aplicada na saída dessa 
mesma matriz. 
Conformação Mecânica 
Forjamento 
Operação de conformação mecânica para dar 
forma aos metais através de martelamento ou 
esforço de compressão, tendendo a fazer o 
material assumir o contorno da ferramenta 
conformadora, chamada matriz ou estampo. 
Vantagens do forjamento 
 
• Melhoria da microestrutura 
• Resistência maior 
• Melhor acabamento superficial que a fundição. 
• Melhor distribuição das fibras 
 
Porque forjar? 
Rosca produzida por 
forjamento. 
Rosca usinada. 
Aplicação: 
 Produtos acabados ou semi acabados 
com alta resitência mecânica destinados a 
sofrer grandes esforços e solicitações em 
sua utilização. 
Exemplo de produto: 
Facas produzidas por forjamento. 
Projeto 
 Engloba a definição de todas as atividades, 
etapas, dimensões, sequência de operações, 
materiais e tratamentos relacionados com a 
fabricação de uma dada peça. 
 
 O projeto se baseia nas informações iniciais 
do que se deseja produzir. 
Informações para o projeto: 
 Desenho da peça: 
 Material 
 Quantidade: 
 Tratamento térmico: 
 
Daí resultam: 
 Tipo de forjamento (equipamento) ; 
Número de matrizes e suas dimensões (ferramentaria) ; 
Tratamento térmico das matrizes ; 
Massa, forma e dimensões iniciais do material a ser forjado ; 
Equipamentos auxiliares ; 
Fornos e temperaturas de aquecimento e reaquecimento das 
diversas etapas; 
etc… 
Projeto: 
O projeto deve prever: 
• sobremetal para usinagem; 
• ângulos de saída para as superfícies que 
forem paralela a direção de forjamento; 
• raios de concordância para os cantos 
Projeto: 
Forjamento simples - operações básicas: 
 Corte da Matéria Prima: serra, disco abrasivo, cisalhamento, 
chama, etc... 
 Aquecimento: feito em fornos a óleo, gás, elétricos, etc, a uma 
temperatura adequada para facilitar a deformação; 
 Conformação: pode ser feita em mais de uma operação - 
algumas preparatórias - usando-se forjamento aberto ou em 
matrizes fechadas; 
 Rebarbamento: remoção do material que normalmente fica em 
excesso na peça; 
 Acabamento: limpeza e tratamento. 
Tipos de forjamento: matriz aberta 
Tipos de forjamento: matriz aberta 
Campo de aplicação: 
- Geração de peças para o forjamento de matriz 
- peça única ou séries pequenas 
- eixo de turbinas, laminadores, reservatórios 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Os processos de forjamento em sentido restrito são: 
. Recalque em matriz 
. Forjamento em matriz fechada sem rebarba 
. Forjamento em matriz fechada com rebarba 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Matriz aberta x matriz fechada 
Matriz fechada 
A rebarba tem duas funções: 
• "válvula de segurança" para o excesso de metal na 
cavidade da matriz, garantindo quantidade de metal 
suficiente para encher toda a cavidade da matriz. 
• De maior importância é que a rebarba regula o escape 
do metal, portanto uma rebarba muito fina aumenta 
muito a resistência de escoamento do sistema de 
maneira que a pressão sobe para valores bem altos, 
assegurando que o metal preencha todos os espaços da 
cavidade da matriz. 
 
Matriz de forjamento: 
No forjamento em matriz fechada são empregados aços para trabalho 
a quente, aços altamente ligados, como o aço H13, uma vez que 
durante o processo de forjamento, o ferramental é submetido a vários 
tipos de solicitações: 
1. solicitação mecânica, 
Ex.: solicitações de amortecimento em martelo de forja. 
2. solicitação térmica 
3. Oxidação 
4. Desgaste através do atrito entre peça e ferramenta. 
Tipos de forjamento: matriz fechada 
Forjamento: quente- morno/frio 
Martelos e prensas 
Usam-se duas classes básicas de equipamentos 
para a operação de forja: 
o martelo: que aplica golpes de impacto rápidos 
sobre a superfície do metal; 
e as prensas: que submetem o metal a uma 
força compressiva aplicada relativamente de uma 
forma lenta. 
 
Martelos : 
• de queda livre : acionados por 
correia ou tábua; 
• mecânicos; 
• pneumáticos. 
Prensas : 
• mecânicas; 
• hidráulicas. 
alta taxa de deformação 
alta energia, limitada pela 
energia cinética do martelo 
capacidade de deformação 
controlada pelo curso e força 
disponível em determinadas 
posições 
Martelos e prensas 
Afinal, qual o melhor? 
⇐ Forjado 
Fundido ⇒ 
⇐ Usinado 
Sinterizado ⇒ 
Processos de fabricação concorrentesPraticamente todos os materiais metálicos podem ser 
forjados, desde que a liga seja ajustada para obter a 
necessária conformabilidade. 
Aplicações que demandam elevada resistência mecânica, 
tenacidade, ductilidade e resistência à fluência necessitam 
de aços, titânio ou alumínio de alta resistência; em 
temperaturas elevadas usam-se aços INOX austeníticos, 
titânio ou superligas. 
Material: 
Para justificar a utilização do ferramental/matrizes 
que são relativamente dispendiosas, o forjamento é 
usado para taxas de produção altas. 
Tamanho do lote: 
Alguns não têm limitações quanto à geometria final, 
contudo costumam necessitar de muito trabalho e 
mão-de-obra para alcançar a forma final, além de 
proporcionarem menor resistência mecânica. Algumas 
vezes, uma montagem de partes fabricadas por um 
processo menos intensivo em mão-de-obra pode ser 
mais barata. 
Forma: 
Em alguns segmentos a minimização do peso é 
essencial. O fato do forjamento produzir 
componentes com forma muito próxima à forma final 
evita a presença de material onde não há solicitação. 
Além disso, a resistência mecânica específica é 
favorecida pelo forjamento. 
Redução de peso: 
Boas práticas de forjamento garantem componentes 
sem porosidade ou falhas internas. 
Integridade do produto 
Forjados x Fundidos 
• Mais resistentes 
• Possuem microestrutura mais refinada 
• Mais confiáveis (menos defeitos) 
• Mais baratos para grandes lotes 
• Suas plantas de produção são mais 
adaptáveis a diferentes produtos 
Forjados x Montagens Soldadas 
• Mais resistentes 
• Mais baratos para grandes lotes 
• Inspeção simplificada em relação aos 
componentes soldados 
• Menor susceptibilidade a defeitos 
Forjados x Usinados 
• Maior flexibilidade quanto ao tamanho da peça, já que não 
existe limitação com respeito ao tamanho da placa ou barra 
disponível 
• Grãos orientados com respeito à forma aumentando a 
resistência no sentido de solicitação 
• Uso mais econômico e ambiental dos materiais 
• Menor número de operações 
Forjados x Sinterizados 
• Mais resistentes 
• Ausência de porosidade 
• Maior flexibilidade no projeto 
• Matéria-prima mais barata e disponível 
 
Tolerâncias/Processos 
• Forjamento a quente –2,50 mm a 1,25 mm 
• Forjamento a Frio – 0,1 mm 
• Fundição - 1,5 mm 
• Fundição de Precisão – 0,03 mm 
• Sinterizado – 0,1 mm – 0,01 mm 
• Usinado – 0,01 mm – 0,0005 mm 
	Conformação:
	Propriedades de Interesse
	Histórico
	Histórico
	Histórico
	Classificação:
	Estas características serão função:
	Forjamento a frio
	Comparação:
	Produtos
	Principais processos de conformação:
	Conformação de chapa
	Principais processos de conformação:
	Principais processos de conformação:
	Conformação Mecânica
	Número do slide 16
	Vantagens do forjamento
	Número do slide 18
	Aplicação:
	Exemplo de produto:
	Projeto
	Informações para o projeto:
	Número do slide 23
	Projeto:
	Projeto:
	Número do slide 26
	Número do slide 27
	Número do slide 28
	Número do slide 29
	Número do slide 30
	Número do slide 31
	Número do slide 32
	Número do slide 33
	Matriz aberta x matriz fechada
	Matriz fechada
	Número do slide 36
	Número do slide 37
	Número do slide 38
	Número do slide 39
	Número do slide 40
	Número do slide 41
	Número do slide 43
	Número do slide 44
	Número do slide 45
	Número do slide 46
	Número do slide 47
	Forjados x Fundidos
	Forjados x Montagens Soldadas
	Forjados x Usinados
	Forjados x Sinterizados
	Tolerâncias/Processos