Material de estudo Extrusão e Trefilação

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EXTRUSÃO E TREFILAÇÃO 
EXTRUSÃO 
HISTÓRICO 
 
• Antecede o século XIX 
• Início em Tubos de Chumbo 
• Auge na Segunda Guerra Mundial 
• Tecnologia das Prensas 
 
EXTRUSÃO 
O QUE É ? 
 
• Conformação de 
metais por 
deformação plástica 
 
• Altas pressões 
Hidráulicas 
 
• Materiais de elevada 
plasticidade 
EXTRUSÃO 
 
MATERIAIS: 
Quase todos os materiais. Também materiais frágeis, 
como Ferro Fundido, mediante uso de punção com contra-
pressão. 
 
EQUIPAMENTOS: 
Prensa mecânica de impacto 
Prensa hidráulica. 
EXTRUSÃO 
O MERCADO DOS EXTRUDADOS Produção de perfis 
EXTRUSÃO 
TIPOS DE 
 EXTRUSÃO 
 
• Extrusão Direta 
• Extrusão Indireta 
 
EXTRUSÃO 
MÉTODO DIRETO 
 
• Matriz e recipiente fixos 
• Flui material no sentido 
da força aplicada 
• Material extrudado 
passa pela matriz 
• Melhor acabamento 
superficial 
 
EXTRUSÃO 
MÉTODO INDIRETO 
 
• Recipiente fixo e 
matriz móvel 
• Fluxo de metal 
contrário ao da Força 
• Embolo Oco e Móvel 
• Força menor que a do 
método direto 
• Acabamento 
superficial não tão bom 
 
Extrusão por impacto 
EXTRUSÃO 
 
 
 
 
 
Os processos de extrusão podem ainda ser divididos 
 pela temperatura da peça: 
Extrusão 
a frio 
Extrusão 
semi-aquecida 
Extrusão 
a quente 
•Elevada economia 
•Combinação com outros 
processos 
•Alta qualidade dimensional 
e superficial 
•Fabricação de peças 
complexas 
•Melhores propriedades 
mecânicas 
•Propriedades semelhantes 
às dos extrudados a frio. 
•Menor tensão de 
escoamento 
•Importância cada vez 
maior 
 
•Melhora da 
trabalhabilidade 
 
EXTRUSÃO 
MATERIAIS E EQUIPAMENTOS 
 
• Tarugo 
• Forno ou Aquecedores 
• Matriz 
• Prensa Hidráulica 
• Punção ou haste do Embolo 
• Disco de Apoio 
• Recipiente 
• Disco de Pressão 
• Equipamento para Estiramento do Produto Extrudado 
 
EXTRUSÃO 
MATRIZ 
• Influencia diretamente na 
qualidade do produto 
• Perfis maciços ou 
tubulares 
• Polimento: Rugosidade 
muito baixa 
• Alta resistência à abrasão 
• Alta Dureza 
• Revestimentos 
Superficiais 
 
EXTRUSÃO 
TARUGOS 
EXTRUSÃO 
PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL 
EXTRUSÃO 
LINHA DE ESTIRAMENTO DE BARRAS 
EXTRUSÃO 
PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 
EXTRUSÃO 
TREFILAÇÃO E EXTRUSÃO 
Com ambos os processos 
podem tanto ser produzidas 
tarugos como peças acabadas. 
Processos destinados à 
produção de barras de perfil 
constante, sendo esse perfil 
definido pela forma da abertura 
da ferramenta por onde o 
material escoa, impulsionado por 
uma força que pode ser: 
- Tração, no caso da 
trefilação, ou 
- Compressão, no caso da 
extrusão 
TREFILAÇÃO 
O QUE É? 
 
A trefilação é uma operação em que a matéria-prima é 
estirada através de uma matriz em forma de canal 
convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força 
tracionadora aplicada do lado de saída da matriz. 
 
O escoamento plástico é produzido pela combinação da 
força tracionadora com as forças compressivas provenientes 
da reação da matriz sobre o material. 
 
TREFILAÇÃO 
DISPOSITIVO BÁSICO: A FIEIRA 
A fieira é o dispositivo básico da trefilação, e compõe 
todos os equipamentos trefiladores. Sua geometria é 
dividida em quatro zonas: 
• de entrada 
• de redução (ά = ângulo de trefilação) 
• de calibração (zona cilíndrica) 
• de saída 
TREFILAÇÃO 
MATERIAL DA FIEIRA: 
 O material é escolhido conforme as exigências do 
processo (dimensões, esforços) e o material a ser trefilado. 
Os materiais mais utilizados são: 
• Carbonetos sinterizados (sobretudo WC – Widia) 
• Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura) 
• Aços especiais (Cr-Ni, Cr-Mo, Cr-W, etc.) 
• Ferro fundido branco 
• Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados) 
• Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras) 
TREFILAÇÃO 
Barras Ø < 25mm 
Arames Comuns Grossos: Ø = 5...25mm 
Médios: Ø = 1,6…5,0mm 
Finos: Ø = 0,7...1,6mm 
Especiais Ø < 0,02mm 
Tubos Trefilados de diferentes formas 
PRODUTOS MAIS COMUNS 
TREFILAÇÃO 
Etapas do Processo Produtivo: 
TREFILAÇÃO: Etapas do processo 
produtivo 
• Matéria-prima: fio-máquina (vergalhão laminado a quente); 
 
• • Descarepação: eliminação da camada superficial de óxido - mecânica 
(descascamento) ou química (decapagem); 
 
• • Lavagem; 
 
• • Recobrimento: neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do 
• arame e servir de suporte para o lubrificante de trefilação; 
 
• • Secagem (em estufa): também remove H2 dissolvido na superfície do material; 
 
• • Trefilação: primeiros passes a seco; eventualmente recobrimento com Cu ou Sn 
(trefilação a úmido); 
 
• • Recozimento: subcrítico para eliminar efeitos do encruamento; 
 
• • Tratamento térmico (patenteamento): acima da temperatura crítica com 
• resfriamento controlado ao ar ou banho de chumbo (perlita fina ou bainita). 
TREFILAÇÃO 
VANTAGENS 
 
• O material pode ser estirado e reduzido em secção 
transversal mais do que com qualquer outro processo; 
 
• A precisão dimensional obtida é maior do que em 
qualquer outro processo exceto a laminação a frio, que 
não é aplicável às bitolas comuns de arames; 
 
• A superfície produzida é uniformemente limpa e polida; 
 
• O processo influi nas propriedades mecânicas do 
material, permitindo, em combinação com um 
tratamento térmico adequado, a obtenção de uma 
gama variada de propriedades com a mesma 
composição química. 
 
TREFILAÇÃO 
BANCADA DE 
TREFILAÇÃO 
Na figura ao lado 
pode-se observar o 
aspecto esquemático 
de uma bancada de 
trefilação, com os 
respectivos 
componentes. 
EQUIPAMENTOS 
Classificam-se em dois grupos: 
• BANCADAS DE TREFILAÇÃO – Utilizadas para produção de 
componentes não bobináveis, como barras e tubos. 
•TREFILADORAS DE TAMBOR – Utilizadas para produção de 
componentes bobináveis, ou seja, fios e arames. 
TREFILAÇÃO 
TREFILADORAS DE TAMBOR 
Classificam-se em três grupos: 
• Simples (um só tambor) – Para arames grossos 
• Duplas – Para arames médios 
• Múltiplas (contínuas) – Para arames médios e finos 
TREFILAÇÃO 
 Os elementos das máquinas de trefilação dependem das características de cada 
máquina. Existem entretanto componentes básicos que usualmente sempre estão 
presentes nas trefiladoras. Eles são: 
• Carretel alimentador 
• Porta-fieira 
• Garra ou mordaça para puxar a primeira porção do arame 
• Tambor para enrolar o arame trefilado 
MÁQUINA DE TREFILAÇÃO 
CONTÍNUA DE FIOS LEVES 
TREFILAÇÃO 
MÁQUINA DE TREFILAÇÃO 
 CONTINUA DE FIOS PESADOS 
TREFILAÇÃO 
PRODUTOS TREFILADOS: 
FIOS DE AÇO 
TREFILAÇÃO 
PRODUTOS TREFILADOS: 
CONDUTORES ELÉTRICOS 
TREFILAÇÃO 
PRODUTOS TREFILADOS: 
TUBOS MICROTUBOS 
Defeitos nos produtos trefilados 
 Caracterizam-se por serem: 
 
• provenientes de defeitos na matéria-prima (fissuras,lascas, 
vazios, inclusões); 
• gerados durante o processo de conformação. 
 
Defeitos nos produtos trefilados 
Defeitos nos produtos trefilados 
redução é pequena (D/L > 2): 
 
→ a ação compressiva da fieira não atinge a regiãocentral 
do produto. 
→ as camadas mais internas da peça não recebem 
compressão radial, mas são arrastadas pelo material das 
camadas superficiais. 
→ deformação heterogênea que gera tensões secundárias 
trativas no núcleo da peça. 
→ solução é aumentar a relação D/L (menor ângulo α ou 
aumentar a redução no passe, i.e, adotar outra fieira com 
saída mais estreita) .