DocGo.Net Cap 1 Introdução e Generalidades

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CC íítt l l 11CC íítt l l 1 1 -- -- IInnttrr ddIInnttrr dd
CURSO: CURSO: GRADUAÇÃO GRADUAÇÃO EM EM ENGENHARIA ENGENHARIA MECÂNICAMECÂNICA
DISCIPLINA: DISCIPLINA: Conformação Conformação Mecânica Mecânica (FEMEC41084)(FEMEC41084)
 
 
GeneralidadesGeneralidadesGeneralidadesGeneralidades
Prof. Dr. Luciano José ArantesProf. Dr. Luciano José Arantes
(ljarantes@ufu.br)(ljarantes@ufu.br)
 
• IntroduçãoIntrodução
•Tipo de Esforço PredominanteTipo de Esforço Predominante
•Temperatura de ConformaçãoTemperatura de Conformação
• Trabalho a QuenteTrabalho a Quente
 
• Trabalho a MornoTrabalho a Morno
• Tabela ComparativaTabela Comparativa
•ConformabilidadeConformabilidade
•LubrificaçãoLubrificação
•Calor Gerado na ConformaçãoCalor Gerado na Conformação
 
De acordo com GROOVER: De acordo com GROOVER: 
OperaçõesOperações
dede
processamentoprocessamento
MoldagemMoldagem
(shaping)(shaping)
SolidificaçãoSolidificação
Particulado (pós metálicos)Particulado (pós metálicos)
Conformação mecânicaConformação mecânica
Remoção de materialRemoção de material
(Usinagem)(Usinagem)
TTratamento ratamento térmicotérmico
Melhoria dasMelhoria das
propriedadespropriedades
IntroduçãoIntrodução Classificação dos processos de manufaturaClassificação dos processos de manufatura
PROCESSOSPROCESSOS
DEDE
FABRICAÇÃOFABRICAÇÃO
OperaçõesOperações
dede
montagemmontagem
ProcessamentoProcessamento
de superfíciesde superfícies
LimpezaLimpeza
Revestimento e deposiçãoRevestimento e deposição
Processos deProcessos de
união permanenteunião permanente
MontagemMontagem
mecânicamecânica
SoldagemSoldagem
Cola adesivaCola adesiva
RebitesRebites
BrasagemBrasagem
TTratamento ratamento superficialsuperficial
ParafusosParafusos
 
IntroduçãoIntrodução
Na escolha de um prprococeessssoo dede fafabrbricicaçaçãoão podem ser levados em
consideração os seguintes critérios:
1) Aspectos do material (conformabilidade, tipo de material
encruamento, estrutura interna);
, , 
precisão dimensional, propriedades mecânicas, nível de qualidade,
nível de complexibilidade);
3) Aspectos associados ao processo (produtividade, volume de
produção, complexibilidade do processo);
4) Aspectos comerciais (custo, viabilidade do processo);
5) Outros aspectos (disponibilidade; meio-ambiente).
 
IntroduçãoIntrodução
Os homens das cavernas empregavam ouro e cobre nativo
(pepitas) e meteoritos ricos em ferro, sem fundi-los, para a
confecção de pequenos artefatos metálicos. Estes metais eram
martelados para adquirirem a forma desejada e endurecerem
(encruarem).
Deste tempo até a atualidade os
processos de conformação mecânicaevoluíram muito e estão presentes em
praticamente tudo que utilizamos.
 
IntroduçãoIntrodução
Atualmente, são fabricados desde pequenas peças com
agulhas e pregos até navios, onde as chapas utilizadas são
obtidas por conformação mecânica.
 
IntroduçãoIntrodução
Panelas, fogões, refrigeradores, fornos microondas
microcomputadores, automóveis, máquinas agrícolas, trens,
navios, aviões, naves espaciais, satélites, etc. Desde o
produto mais simples até o mais sofisticado, todos dependem
de vários processos de fabricação mecânica para existir.
 
IntroduçãoIntrodução
Por mais simples que a peça seja, é sempre necessário usar
máquinas e realizar mais de uma operação para produzi-la.
Começando pela fundiçãofundição, seguindo pelos processos d
ccoonnffoorrmmaaççããoo mmeeccâânniiccaa e usinagemusinagem, as peças são
a vida moderna seria impensável.
 
IntroduçãoIntrodução
Entende-se o processo de conformação dos corposEntende-se o processo de conformação dos corpos
metálicos como o processo de modificação da formametálicos como o processo de modificação da forma
desse corpo metálico para outra forma definida.desse corpo metálico para outra forma definida.
 
IntroduçãoIntrodução
Os processos de conformação plástica dos metais permitem a
fabricação de peças, no estado sólido, com características
controladas. De uma forma resumida, os objetivos desses
processos são a obtenção de produtos finais com
especificação de:
aa)) ddiimmeennssããoo ee ffoorrmmaa,,
b)b) prpropopririededadadeses memecâcâninicacas,s,
c)c) cocondndiçiçõeõess susupeperfrficiciaiaisis..
 
IntroduçãoIntrodução
Em um ambiente industrial, a ccoonnffoorrmmaaççããoo mmeecâcânniiccaa 
qualquer operação durante a qual se aplica esforço mecânicoem diversos materiais, resultando em uma mudança
.
Para a produção de peças, a coconfnforormamaçãçãoo memecâcâninicaca inclui
um grande número de processos: laminação, forjamento
trefilação, extrusão e conformação de chapas.
 
IntroduçãoIntrodução
Esses processos têm em comum o fato de que, para a
produção da peça, algum esforço do tipo compressãocompressãotraçãotração, flexãoflexão e cisalhamentocisalhamento, têm de ser aplicado sobre o
.
 
IntroduçãoIntrodução
Como é possível que materiais tão rígidos, como o aço,
possam ser comprimidos, puxados ou dobrados paraadquirirem os formatos que o produto necessita? As
elasticidadelasticidade e plasticidade.plasticidade.
A ELASTICIDADEELASTICIDADE é a capacidade que o material tem de se
deformar, se um esforço é aplicado sobre ele, e de voltar à
forma anterior quando o esforço cessa.
 
IntroduçãoIntrodução
A PLASTICIDADEPLASTICIDADE, por sua vez, permite que o material se
deforme e mantenha essa deformação, se for submetida a umesforço de intensidade maior e mais prolongada.
Essas duas propriedades ( ELASTICIDADEELASTICIDADE 
PLASTICIDADEPLASTICIDADE) são as que permitem a existência dos
processos de conformação mecânica.
 
IntroduçãoIntrodução
CONFORMABILIDADECONFORMABILIDADE pode ser definida como sendo a
facilidade com a qual um metal pode ser permanentementedeformado, ou seja, sofrer deformação plástica sem fratura.
A CONFORMABILIDADECONFORMABILIDADE é proporcional à ductilidade de um
material. Desta forma, pode-se dizer que se um material é
mais dúctil, ele é mais conformável. A importância da
CONFORMABILIDADECONFORMABILIDADE é dada no emprego de processos de
fabricação que através da conformação do material, o torna
útil para uma nova aplicação, ou um bem de consumo.
 
IntroduçãoIntrodução
Os processos de conformação mecânica são aqueles que
alteram a geometria do material (forma) por deformaçãoplástica, através de forças aplicadas por ferramentas
,
grandes cilindros.
 
IntroduçãoIntrodução
As vantagens com este processo são muitas: bom aproveitamento
da matéria; rapidez na execução; possibilidade de controle das
propriedades mecânicas; e possibilidade de grande precisão 
É importante observar, entretanto, que o ferramental e os
equipamentos possuem um custo muito elevado, exigindo grandes
produções para justificar o processo economicamente.
 
IntroduçãoIntrodução
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos:
PrPrococesessososs MeMecâcâninicocoss, nos quais as modificações de forma são
provocadas pela aplicação de tensões externas, e às vezes em
,
PrPrococeessssosos MeMetatalúlúrgrgicicosos, nos quais as modificações de forma
podem estar relacionadas também às tensões externas, e às
vezes em altas temperaturas, mas com liquefação do metal
(como no processo de fundição ) ou com a difusão de partículas
metálicas (como no processo de sinterização).
 
IntroduçãoIntrodução
A conformação mecânica, também denominada conformação
plástica, representa um conjunto de processos de fabricação que
empregam a deformação plástica de um corpo metálico, através de
forças aplicadas por ferramentas e matrizes, mantendo sua massa
e integridade. AAssssiimm,, nnooss pprroocceessssooss ddee ccoonnffoorrmmaaççããoo nnããoo hh
vvaarriiaaççããoo ddoo vvoolluummee ddaass ppeeççaass ccoonnffoorrmmaaddaass..
b b11
h h 11
l l 
11l l 0 0 
h h 0 0 
b b 0 0 
V = hV = h00 x bx b00 x Ix I00 = h= h11 x bx b11 x Ix I
 
IntroduçãoIntrodução
Existem algumas centenas de processos unitários de conformação
mecânica, desenvolvidos para aplicações específicas. Mas 
possível classificá-los num pequeno número de categorias, com
base em critérios tais como: o tipo de esforço, deformação do
material, variação relativa da espessura da peça, o regime da
operação de conformação e o propósito da deformação
Basicamente, se dividem em:
LAMINAÇÃOLAMINAÇÃO FORJAMENTOFORJAMENTO
EXTRUSÃOEXTRUSÃOTREFILAÇÃOTREFILAÇÃO
CONFORMAÇÃO DE CHAPASCONFORMAÇÃO DE CHAPAS
 
IntroduçãoIntrodução
LAMINAÇÃO:LAMINAÇÃO: conjunto de processos em que se faz o material
passar através da abertura entre cilindros que giram (tipo massa de
pastel), reduzindo a seção transversal; os produtos podem ser
placas, chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos,
anéis e tubos.
 
IntroduçãoIntrodução
FORJAMENTO:FORJAMENTO: conformação por esforços compressivos fazendo o
material assumir o contorno da ferramenta conformadora, chamada
matriz ou estampo. Moedas, parafusos, âncoras e virabrequins
estão entre os produtos do forjamento.
 
IntroduçãoIntrodução
TREFILAÇÃO:TREFILAÇÃO: redução da seção transversal de uma barra, fio ou
tubo, “puxando-se” a peça através de uma ferramenta (fieira ou
trefila) em forma de “funil”. É o processo comum para obtenção de
fios de todo tipo.
 
IntroduçãoIntrodução
EXTRUSÃO:EXTRUSÃO: processo em que a peça é “empurrada” contra a
matriz conformadora, com redução da sua seção transversal, como
ocorre numa máquina de formar macarrão. O produto pode ser uma
barra, perfil (esquadrias de alumínio, etc.) ou tubo.
 
IntroduçãoIntrodução
CCOONNFFOORRMMAAÇÇÃÃOO DDEE CCHHAAPPAASS:: Compreende operações com
chapas, como corte, dobramento e estampagem. Produtos são
arruelas, panelas, enlatados, etc.
 
IntroduçãoIntrodução
COCONFNFOORMRMAÇAÇÃOÃO DEDE CHCHAPAPASAS
 
IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução
VVariáveis Importantes ariáveis Importantes da Conformaçãoda Conformação
FERRAMENTASFERRAMENTAS
•• geometria geometriageometriageometria
•• condições superficiais condições superficiaiscondições superficiaiscondições superficiais
•• geometria geometriageometriageometria
•• qualidade dimensional qualidade dimensionalqualidade dimensionalqualidade dimensional
PRODUTOPRODUTO
 •• dureza/tenacidade dureza/tenacidadedureza/tenacidadedureza/tenacidade
•• temperatura temperaturatemperaturatemperatura
•• rigidez e precisão rigidez e precisãorigidez e precisãorigidez e precisão
EQUIPAMENTOSEQUIPAMENTOS
•• rigidez e precisão rigidez e precisãorigidez e precisãorigidez e precisão
•• velocidade/pvelocidade/produtividaderodutividadevelocidade/produtividadevelocidade/produtividade
•• capacidade de capacidade de força/energiaforça/energiacapacidade de força/energiacapacidade de força/energia
•• qualidade superficial qualidade superficialqualidade superficialqualidade superficial
•• microestrutura microestruturamicroestruturamicroestrutura
•• propriedades mecânicas propriedades mecânicaspropriedades mecânicaspropriedades mecânicas
•• ser humano ser humanoser humanoser humano
•• poluição poluiçãopoluiçãopoluição
 AMBIENTE AMBIENTE
•• controle, utilidades controle, utilidadescontrole, utilidadescontrole, utilidades
 
•••• Esforço predominante:Esforço predominante: -- ComComprepressãssão o dirdiretaeta
-- ComComprepressãssão io indirndiretaeta
-- TTraçração (Estião (Estiramramentento)o)
-- FlexFlexão ão (Dob(Dobramramentento)o)
Classificação dos processos de conformação conforme:Classificação dos processos de conformação conforme:
--
•••• Espessura da chapa:Espessura da chapa: -- VVolumétrolumétrica: Dimeica: Dimensões do esboçnsões do esboço metálico muitoo metálico muito
próximas. Exemplo: Largurapróximas. Exemplo: Largura ≈ Espessura Espessura
-- De chaDe chapas: Dipas: Dimensõemensões do esbos do esboço metáço metálico muitlico muitoo
distintas. Exemplo: Largura >> Espessuradistintas. Exemplo: Largura >> Espessura
 
•••• Regime de operação:Regime de operação: -- EstacEstacionário (peionário (permanermanente; ex. laminnte; ex. laminação e trefiação e trefilaçãolação
-- Não-esNão-estacionátacionário (transrio (transiente; forjiente; forjamento e maiamento e maior parteor partedas operações com chapas)das operações com chapas)
Classificação dos processos de conformação conforme:Classificação dos processos de conformação conforme:
•••• Propósito da deformação:Propósito da deformação: -- ProcesProcesso primárso primário (proceio (processamssamento, desbaento, desbastador)stador)
-- ProcesProcesso secunso secundário (fdário (fabricaabricação, acção, acabadorabador))
• TTeempmpeeraratuturra de a de opopeeraraççãoão:: -- A A frfrio io (T(TF)F)
-- A A momorno rno (TM(TM))
-- A A quenquente te (TQ)(TQ)
 
Tipo de Esforço PredominanteTipo de Esforço Predominante
Os processos de conformação plástica podem ser classificados de
acordo com o tipo de esforço predominante em:
a)a) processos de conformação por cocompmpreressssãoão didireretata;
b)b) processos de conformação por cocompmpreressssãoão inindirdiretetaa;
c)c) processos de conformação por traçãotração;
d)d) processos de conformação por cisalhamentocisalhamento;
e)e) processos de conformação por flexão.flexão.
 
CompressãoCompressão Torção Torção
Tipo de Esforço PredominanteTipo de Esforço Predominante
TraçãoTração
CisalhamentoCisalhamento
 
Esquema simplificado da classificaçãoEsquema simplificado da classificação
dos processos de conformação.dos processos de conformação.
[Desenho: BRESCIANI, 1991][Desenho: BRESCIANI, 1991]
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
CoCompmpreressssãoão DirDiretaeta
Nos processos de conformação por ccoommpprreessssããoo ddiirreettaa
predomina a solicitação externa por compressão sobre a peça de
ra a o. esse grupo po em ser c ass ca os os processos e
forjamento (livre e em matriz) e laminação (plana e de perfis).
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
CoCompmpreressssãoão DirDiretaeta
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
CoCompmpreressssãoão IndIndiriretetaa
Nos processos de conformação por ccoommpprreessssããoo iinnddiirreettaa, as
forças externas aplicadas sobre a peça podem ser tanto de tração
 
como e compress o . or m as que e e vamen e provocam a
conformação plástica do metal são de cocompmpreressssãoão indindiriretaeta, forças
desenvolvidas pela reação da matriz sobre a peça.
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
CoCompmpreressssãoão IndIndiriretetaa
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
TraçãoTração
O principal exemplo de processo de ccoonnfoforrmamaççããoo ppoorr ttrraçaçããoo é 
eessttiirraammeennttoo ddee cchhaappaass, em que a peça toma a forma da matriz
por me o a ap caç o e orças e raç o em suas ex rem a es .
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
CisalhamentoCisalhamento
Os processos de coconfnforormamaçãçãoo poporr cicisasalhlhamamenentoto envolvem forças
cisalhantes suficientes ou não para romper o metal no seu plano de
c sa amen o. s me ores exemp os esse po e processo s o a
torçãotorção de barras e o cortecorte de chapas.
 
TTiippoo ddee EEssffoorrççoo PPrreeddoommiinnaannttee
FlexãoFlexão
No processo de ccoonnffoorrmmaaççããoo ppoorr fflleexxããoo as
modificações de forma são obtidas mediante
a ap caç o e um momen o e or . s e
princípio é utilizado para dobrar chapas,
barras e outros produtos. Como exemplos
podem ser citados os processos dedobramento livre, dobramento de borda,
dobramento de matriz e calandragem.
 
Classificação conformea espessura das chapasClassificação conforme a espessura das chapas
VolumétricaVolumétrica
LaminaçãoLaminação
ForjamentoForjamento
ExtrusãoExtrusão
TrefilaçãoTrefilação
LaminaçãoLaminação ForjamentoForjamento ExtrusãoExtrusão TrefilaçãoTrefilação
 C O
 N F
 O R
 M
 A Ç
 Ã
De chapasDe chapas
DobramentoDobramento
EstiramentoEstiramento
CorteCorte
EmbutimentoEmbutimento
RepuxamentoRepuxamento
HERF e outrosHERF e outros
especiaisespeciais
+ + = = Estampagem Estampagem 
DobramentoDobramento CalandragemCalandragemCorteCorte
EstiramentoEstiramento
de chapasde chapas
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
Metais e ligas são comumente conformados em temperaturas que
variam desde a ambiente até próximas ao início de sua fusão.
Em conformação mecânica, é comum tomar a temperatura de
processamen o e um a o me a em re aç o sua empera ura e
início de fusão. O quociente destas temperaturas denomina-s
tetempmpereratatururaa hohomómólologaga:
Th = T / TFTh = T / TF
T –T – TTemperaemperatura da tura da peça peça (K)(K)
TTFF – – TTemperatura de fusão (K)emperatura de fusão (K)
TThh – – TTemperatura homólogaemperatura homóloga
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
EEmm ffuunnççããoo ddaa tteemmppeerraattuurraa ee ddoo mmaatteerriiaall uuttiilliizzaaddo o , 
conformação mecânica pode ser classificada como ttrraabbaallhhoo
friofrio, aa mmoorrnnoo e aa qquueennttee..
O ttrraabbaallhhoo aa uueennttee TTQQ é usado ara reduzir os esfor os de
conformação e/ou permitir a recristalização. Geralmente, a
temperatura mais elevada de trabalho a quente é limitada bem
abaixo do ponto de fusão, devido à possibilidade de fragilização à
quente (existência de compostos dentro do material com menor
ponto de fusão).
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
Basta uma pequena quantidade de constituinte com baixo ponto de
fusão nos contornos de grão para fazer um material desagregar-se
quando deformado.
De outra forma, o ttrraabbaallhhoo aa ffrriioo (TF)(TF) é a deformação realizada
sob condições em que não ocorre a recristalização do material. Já
no ttrraabbaallhhoo aa mmoorrnnoo, ocorre uma recuperação do material, sem
recristalização.
RReeccrriissttaalliizzaaççããoo:: EEmm uummaa cceerrttaa tteemmppeerraattuurraa,, ooss ggrrããooss ((eessttrruuttuurraa ccrriissttaalliinn
“a“ammasassasadodos”s” ee didiststororcicidodoss pepellaa ccononfforormmaçaçãoão foformrmamam nonovvosos grgrãoãos,s, rereduduzizindndoo asas
tentensõesõess intinternernas.as.
RReeccuuppeerraaççããoo:: HHáá uumm rreeaarrrraannjjoo ddaass ddiissccoorrddâânncciiaass,, mmeellhhoorraannddoo aa dduuccttiilliiddaaddee dd
mamattereriaiall,, mamass nãnãoo ococororrere fforormmaçaçãoão dede nonovvosos grgrãoãoss (r(rececririststaalilizazaçãção)o)..
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
A influência da temperatura derecozimento (para um tempo de
recozimento de 1 h) sobre o limite
de resistência à tração e a
dutilidade de uma liga de latão.
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
É importante entender que a distinção básica entre TQTQ e TFTF não
está na temperatura em si, mas na temperatura de recristalização
do material. Porque, dependendo da liga, pode-se ter TQTQ com
conformações à temperatura ambiente, como no caso de PbPb e SnSn.
Por outro lado, a conformação a 1100°C é TFTF para o tungstêniotungstênio
cuja temperatura de recristalização é superior, embora ta
temperatura seja TQTQ para o aço.
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
É importante lembrar também do calor gerado na conformação.
Tanto a deformação plástica quanto o atrito contribuem para a
geração de calor.
a energ a emprega a na e ormaç o p s ca e um me a ,
apenas 5 a 10% ficam acumulados na rede cristalina, sob a forma
de energia interna, sendo os restantes 90 a 95% convertidos em
calor.
 
Temperatura na ConformaçãoTemperatura na Conformação
Em algumas operações de conformação contínua, como extrusão e
trefilação (efetuadas em altas velocidades), a temperatura pode
aumentar em centenas de graus.
ma par e o ca or gera o ss pa a ransm o s erramen as
ou perdido para a atmosfera), mas o restante permanece na peça,
elevando-lhe a temperatura.
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
O trabalho a quente é a etapa inicial na conformação mecânica da
maioria dos metais e ligas.
Este trabalho não só requer menos energia para deformar o metal,
como proporciona o surgimento de menos discordâncias
TThh > 0,5> 0,5
microestruturais e também ajuda a diminuir as heterogeneidades da
estrutura dos lingotes fundidos devido às rápidas taxas de difusão
presentes às temperaturas de trabalho a quente.
Além disso, as variações microestruturais proporcionam um
aumento na dutilidade e na tenacidade, comparado ao estado
fundido.
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
Difusão:Difusão: Movimentação interna de material.
Dutilidade:Dutilidade: Propriedade do material de sofrer deformação
permanente sem romper.
Tenacidade:Tenacidade: Capacidade que um material tem para absorve
energia, nos campos plástico e elástico.
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
Vantagens:Vantagens:
PPeerrmmiittee oo eemmpprreeggoo ddee mmeennoorr eessffoorrççoo mmeeccâânniiccoo ppaarraa aa mmeessmm
deformação;deformação;
PPrroommoovvee oo refinamentorefinamento ddaa eessttrruuttuurraa ddoo mmaatteerriiaall,, mmeellhhoorraannddoo
tenacidade;tenacidade;
EliEliminminaa porporosiosidaddades;es;
DeDefoformrmaa prprofofunundadamementntee dedevvididoo àà rerecrcrisistatalilizazaçãção.o.
 
Trabalho a QUENTETrabalho a QUENTE
Desvantagens:Desvantagens:
EExxiiggee ffeerrrraammeennttaall ddee bbooaa rreessiissttêênncciiaa aaoo ccaalloorr,, oo qquuee eelleevvaa oo ccuussttoo;;
OO mmaatteerriiaall ssooffrree mmaaiioorr ooxxiiddaaççããoo ffoorrmmaannddoo ccaassccaa ddee óóxxiiddooss;;
NNããoo ppeerrmmiittee aa oobbtteennççããoo ddee ddiimmeennssõõeess ddeennttrroo ddee ttoolleerrâânncciiaa
estreitas;estreitas;
PiPioror acacababamamenentoto susupeperfirficicialal..
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
O trabalho a frio é acompanhado do encruamentoencruamento do metal, que é
ocasionado pela interação das discordâncias entre si e com outras
barreiras – tais como contornos de grão – que impedem o seu
movimento através da rede cristalina. A deformação plástica produz
TThh < 0,3< 0,3
também um aumento no número de discordâncias, as quais, em
virtude de sua interação, resultam num elevado estado de tensão
interna na rede cristalina.
Encruamento:Encruamento: deformação nos grãos do material em função da
conformação sofrida, gerando aumento da dureza e queda da
dutilidade.
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
A estrutura característica do estado encruado examinada ao
microscópio eletrônico, apresenta dentro de cada grão, regiões
pobres em discordâncias, cercadas por um emaranhado altamente
denso de discordâncias nos planos de deslizamento.
Tudo isto resulta macroscopicamente num aumento de resistência
e dureza e num decréscimo da ductilidade do material. Num ensaio
de tração, isso se traduz no aumento da tensão de escoamento e
do limite de resistência, bem como no decréscimo do alongamento
total (alongamento na fratura).
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
 e s
 i s
 t ê
 n c
 i a
 m
 e c
 â n
 i c
 a ,
 D u
 c t
 i l i
 d a
 d e
 e
 d
 u r
 e z
 a
Resistência mecânicaResistência mecânica
DurezaDureza
DuctilidadeDuctilidade
Tensões internasTensões internas
residuaisresiduais
 R
 
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
Vantagens:Vantagens:
AAuummeennttaaaa dduurreezzaa ee aa rreessiissttêênncciiaa ddooss mmaatteerriiaaiiss ((mmaass aa dduuttiilliiddaadd
diminui);diminui);
PPeerrmmiittee aa oobbtteennççããoo ddee ddiimmeennssõõeess ddeennttrroo ddee ttoolleerrâânncciiaass mmaa
estreitas;estreitas;
PrPrododuzuz memelhlhoror acacababamamenentoto susupeperfrficiciaial.l.
 
Trabalho a FRIOTrabalho a FRIO
Desvantagens:Desvantagens:
PPeeqquueennaass rreedduuççõõeess ee mmaaiioorr nnúúmmeerroo ddee ppaasssseess;;
NNeecceessssiiddaaddee ddee ffeerrrraammeennttaall ddee aallttaa rreessiissttêênncciiaa mmeeccâânniiccaa ee aa
impacto;impacto;
NNeecceessssiiddaaddeess ddee rreeccoozziimmeennttooss iinntteerrmmeeddiiáárriiooss ppaarraa eelliimmiinnaaççããoo dd
encencruaruamenmentoto (re(recricristastalizlizaçãaçãoo estestátiática)ca)..
 
Trabalho a MORNOTrabalho a MORNO
Os processos de deformação a morno objetivam “aliar” as
vantagens das conformações a quentequente e a friofrio. Dos processos de
conformação a morno um dos mais difundidos e com maiores
aplicações industriais é o forjamento.
0,3 < T0,3 < Thh < 0,5< 0,5
O trabalho a mornomorno consiste na conformação de peças numa faixa
de temperatura onde ocorre o processo de recuperação do
material, não ocorrendo entretanto, a recristalização.
 
Trabalho a MORNOTrabalho a MORNO
Com relação ao trabalho a quente, o processo morno apresenta
melhor acabamento superficial e precisão dimensional devido à
diminuição da oxidação e da dilatação. Assim, pode-se ter menores
ângulos de saída e maior carga para a retirada da peça das
matrizes sem deformar o produto.
AA mmaaiioorr ddeessvvaannttaaggeemm éé oo aauummeennttoo ddoo lliimmiittee ddee eessccooaammeennttoo
sseennddoo nneecceessssáárriioo oo eemmpprreeggoo ddee pprreennssaass mmaaiiss ppootteenntteessfeferrrramamenentatass mamaisis reresisiststenentetes.s.
 
Trabalho a MORNOTrabalho a MORNO
Em relação ao trabalho a friofrio, 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 mornomorno melhora ainda a ductilidade do material e
elimina a necessidade de recozimentos intermediários que
consomem muita energia e tempo.
 
Conformação a frio ou a quente? Conclusões Conformação a frio ou a quente? Conclusões geraisgerais
Um material conformado a quente terá menor resistência mecânica,
menor dureza, maior ductilidade, baixas tensões internas e 
aumento do tamanho do grão.
maior dureza, menor ductilidade, melhor acabamento superficial e
pode ser utilizado para pequenas espessuras.
O trabalho mecânico a frio permite aumentar a resistência
mecânica de certos materiais não-ferrosos que não podem ser
endurecidos por meio de tratamentos térmicos.
 
Conformação a frio ou a quente? Conclusões Conformação a frio ou a quente? Conclusões geraisgerais
As implicações quando não se obedece os limites da temperatura no
trabalho a quente:
acima do limite superior o material se funde;
abaixo deste, o material não recristaliza, logo não elimina 
encruamento.
A conformação aa ffrriioo ppooddee sseerr mmaaiiss ccaarraa (?), pois além do
recozimento para eliminar o encruamento, é necessário mais energia
para deformar o material devido à maior resistência do material frio.
(Mas após a conformação a quente em muitos casos precisa-se uma
deformação a frio para assegurar um acabamento adequado.)
 
QQuuaaiiss ssããoo aass ddiiffeerreennççaass nnaass pprroopprriieeddaaddeess eennttrree uumm mmaatteerriiaa
eennccrruuaaddoo ee uumm rreeccoozziiddoo??
Um material encruado encruado , é anisotrópico anisotrópico , com maior dureza, menor
ductilidade e com mais tensões internas decorrentes de processos
Conformação a frio ou a quente? Conclusões Conformação a frio ou a quente? Conclusões geraisgerais
de conformação, com limites de resistência maiores.
Já um material recozido recozido é aquele que sofreu um tratamento
térmico com o objetivo de recristalizar os grãos por completo,regenerar a sua estrutura interna, eliminar as tensões internas, os
efeitos de uma deformação plástica ou de um tratamento térmico
anterior.
 
Conformação a frio ou a quente? Conclusões Conformação a frio ou a quente? Conclusões geraisgerais
MaterialMaterial anisotrópico anisotrópico éé aaqquueellee ccuujjaass pprroopprriieeddaaddeess eelláássttiiccaa
ddeeppeennddeemm ddaa ddiirreeççããoo,, ttaall ccoommoo ooccoorrrree eemm mmaatteerriiaaiiss ccoomm uumm
ppoorr eexxeemmpplloo,, ooss vvaalloorreess ddoo mmóódduulloo ddee eellaassttiicciiddaaddee nnaa
ddiirreeççõõeess xx,, yy,, zz ssããoo ddiissttiinnttooss..
CCaassoo oonnddee aass pprroopprriieeddaaddeess tteemm oo mmeessmmoo vvaalloorr,, iinnddeeppeennddeenntt
ddaa ddiirreeççããoo,, oo mmaatteerriiaall éé ddeennoommiinnaaddoo isotrópico isotrópico ..
 
Conformação a frio ou a quente? Conclusões Conformação a frio ou a quente? Conclusões geraisgerais
OO ttaammaannhhoo ddee ggrrããoo ddooss aaççooss ee ssuuaa iimmppoorrttâânncciiaa nnoo pprroocceessssoo dd
conformação.conformação.
O tamanho dos grãos de um material pode ser avaliado através de
formado (ferrítica ou perlítica) e o tamanho do grão propriamente
dito. Através do tamanho do grão e de sua base é possível avaliar
se este e mais ou menos conformável.
   QQuuaannttoo mmeennoorr oo ttaammaannhhoo ddoo ggrrããoo ee mmaaiiss ppeerrllííttiiccoo,, mmeennoo
ccoonnffoorrmmáávveell oo mmaatteerriiaall éé..
 
Tabela ComparativaTabela Comparativa
Não há um processo mais vantajoso do que outro, tudo depende do
 julgamento de vários fatores (tolerância, acabamento, material,
ductilidade final, grau de deformação, etc.). Muitas vezes o material
passa tanto por TQTQ como por TFTF.
 
Tabela ComparativaTabela Comparativa
Muitas vezes, recusa-se realizar TQTQ e utiliza-se o TFTF junto com
posterior recozimento. Apesar de aumentar o custo do processo
(sobretudo com metais reativos, que têm de ser recozidos em
atmosferas inertes ou em vácuo), fornecem também grande
versatilidade, pois se ajustando adequadamente o ciclo TFTF 
recozimento, pode-se obter qualquer grau desejado de
encruamento no produto final.
 
Tabela ComparativaTabela Comparativa
 
Tabela ComparativaTabela Comparativa
 
Tabela ComparativaTabela Comparativa
 
ConformabilidadeConformabilidade
ConformabilidadeConformabilidade pode ser definida como sendo a facilidade com
a qual um metal pode ser permanentemente deformado, ou seja,
sofrer deformação plástica sem fratura.
A conformabilidadeconformabilidade é proporcional à ductilidade de um material.
, - ,
mais conformável.
A importância da conformabilidadeconformabilidade é dada no emprego de
processos de fabricação que através da conformação do material, otorna útil para uma nova aplicação, ou um bem de consumo.
 
ConformabilidadeConformabilidade
A conformabilidadeconformabilidade de um material pode ser medida através de
ensaios mecânicos, ensaio de dureza e de embutimento. No
ensaios mecânicos, ou seja, de tração, compressão e flexão, ela éestimada através da analise da curva tensão versus deformação ou
mesmo através do alongamento ou estricção do corpo de prova.
No ensaio de dureza utiliza-se um penetrador e com ele mede-se a
capacidade de penetração do material. E no ensaio de
embutimento mede-se a conformabilidadeconformabilidade através da intensidade
de deformação de uma chapa até a sua ruptura.
 
Fatores que afetam a ConformabilidadeFatores que afetam a Conformabilidade
 o tipo de carregamento (compressão, tração, flexão ou torção);
 tensões trativas (mesmo secundárias, ex. compressão uniaxial)
favorecem fraturas, enquanto as compressivas não;
 o tipo de processo ao qual o material e submetido (laminação,
extrusão, forjamento...);
o tipo de material (aço, ligas de cobre, ligas de alumínio
chumbo...);
 a composição química do material (teor de carbono, teor de
elementos de liga, teor de impurezas);
 
Fatores que afetam a ConformabilidadeFatores que afetam a Conformabilidade
 o tipo de estrutura cristalina (ferrítico, perlítico, baianíticos,
martensítico),
 a temperatura de trabalho (a frio ou a quente);
 o tipo e o nível de inclusões presentes;
 o tamanho dos grãos, o nível prévio de encruamento
(deformação) sofrido, o tipo de tratamento térmico sofrido.
 
Atrito em Processos de ConformaçãoAtrito em Processos de Conformação
Atrito:Atrito: Mecanismo pelo qual se desenvolvem forças na superfície de dois
corpos em contato produzindo resistência ao deslizamento de um corpo
sobre outro.
Efeito do atrito em processos de conformação:Efeito do atrito em processos de conformação:
 altera estados de tensão na conformação;
 gera fluxos irregulares de metal na conformação;
 gera tensões residuais no produto;
  prejudica o acabamento superficial do produto;
 aumenta o desgaste de ferramentas;
 aumenta o consumo de energia.
Mecanismos de desgaste de ferramentas:Mecanismos de desgaste de ferramentas:
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
O recobrimento das superfícies dos materiais em contato com um
terceiro material de baixa resistência ao cisalhamento irá induzir o
atrito a se concentrar neste material, afetando apenas parcialmente
os corpos em contato. Este material, que pode ser sólido, líquido ougasoso e denomina-se lubrificante.
As forças de atrito a serem geradas estão diretamente vinculadas
às características da película lubrificante. Sua distribuição é
dependente das condições das superfícies e parâmetros qu
também afetam as forças de atrito como:
Pressão de contato,
Velocidade de deslocamento entre peças e
Temperatura (a temperatura pode modificar além da
propriedades mecânicas dos materiais, as propriedades do
lubrificante).
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Função principal do lubrificante em conformação mecânica:
RReedduuzziirr aattrriittoo aattrraavvééss ddaa iinnttrroodduuççããoo ddee ccaammaaddaa ddee ffáácc
cciissaallhhaammeennttoo eennttrree ffeerrrraammeennttaa ee ppeeççaa..
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Outras funções dos lubrificantes em conformação mecânica:
reduzir carga necessária para deformação;
aumentar deformação possível antes da fratura;
controlar acabamento superficial do produto;
 m n m zar o esgas e a erramen a;
minimizar a transferência de metal da peça pelas ferramentas
(agarramento);
proporcionar isolamento térmico para peça e ferramentas;
resfriar a peça e / ou as ferramentas;
possuir condutividade elétrica para assegurar o desaparecimento
de cargas elétricas estáticas;
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Outras funções dos lubrificantes em conformação mecânica:
trabalhar numa larga faixa de temperaturas (possuir boa
estabilidade térmica), pressões e velocidades de deslizamento;
possuir boas propriedades de espalhamento e “molhabilidade”;
possuir boa resistência ao ataque bacteriológico e outros
produzir resíduos inofensivos e facilmente removíveis (não manchar
as peças);
ser atóxico;
ser não inflamável;
ser “barato”..
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Tipos de Lubrificantes:
Água;
Óleos minerais;
Óleos e ácidos graxos;
Sabão;
Vidros (fundidos);
Plásticos;
Sólidos minerais;
Sólidos metálicos;
Materiais sintéticos.
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Tipos de Lubrificantes:
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Tipos de Lubrificantes:
 
Lubrificação em Conformação MecânicaLubrificação em Conformação Mecânica
Tipos de Lubrificantes:
 
Calor gerado na conformaçãoCalor gerado na conformação
É importante lembrar do calor gerado na conformação. Tanto a
deformação plástica quanto o atrito contribuem para a geração de
calor. Da energia empregada na deformação plástica de um metal,
apenas 5 a 10% ficam acumulados na rede cristalina, sob a forma
de energia interna, sendo os restantes 90 a 95% convertidos em
ca or.
Em algumas operações de conformação contínua, como extrusão e
trefilação (efetuadas em altas velocidades), a temperatura pode
aumentar em centenas de graus. Uma parte do calor gerado édissipada (transmitida às ferramentas ou perdida para a atmosfera),
mas o restante permanece na peça, elevando-lhe a temperatura.
 
Calor gerado na conformaçãoCalor gerado na conformação
Máximo aumento teórico de temperatura devido deformação (sem atrito):Máximo aumento teórico de temperatura devido deformação (sem atrito):
T w pmax =∆ c..
W W p p = trabalho de deformação por unidade de = trabalho de deformação por unidade de volume;volume;
 ρ = densidade do material;= densidade do material;
c c = calor específico do material;= calor específico do material;
 j j = equivalente mecânico do calor (4,19 Joules / cal).= equivalente mecânico do calor (4,19 Joules / cal).
 
Tratamentos TérmicosTratamentos Térmicos
 
ExercíciosExercícios
1. Quais critérios devem ser considerados na escolha de um processo de
fabricação?
2. Defina metalurgicamente os termos “recuperação“ e “recristalização”.
3. O que define o trabalho a quente, a morno e a frio?
4. Cite três vanta ens do trabalho a uente sobre os demais.
5. Cite três vantagens do trabalho a morno sobre os demais.
6. Cite duas vantagens do trabalho a frio sobre os demais.
7. Cite os principais processos de conformação mecânica e dê uma breve
descrição de cada um deles.
8. Quais são as diferenças de propriedades entre um material conformado
a frio e a quente?
 
ExercíciosExercícios
9. Os processos de conformação plástica podem ser classificados de
acordo com o tipo de esforço predominante. Quais são eles? Explique
e exemplifique.
10. Como pode ser avaliado o tamanho de grão dos aços e qual sua
importância no processo de conformação?
11. Quais as funções dos lubrificantes na conformação mecânica?
12. Quais os principais tipos de lubrificantes utilizados na conformação
mecânica e suas características?
13. O que é “anisotropia” plástica e qual a sua importância quando dadeformação de um material?
14. A laminação de gelo a -10°C (se fosse possível) seria um processo de
conformação a frio ou a quente?