Forjamento e Laminação

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“FORJAMENTO” 
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Ø Introdução	
Ø Vantagens	e	Desvantagens	
Ø A	Quente	
Ø A	Frio	
Ø Carga	Mecânica	
Ø Matriz	Aberta	
Ø Matriz	Fechada	
Ø Defeitos	de	Forjamento	
FORJAMENTO	
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Introdução: 
FORJAMENTO	
O forjamento é um processo que utiliza prensas ou 
martelos de impacto repetitivo para conformar uma peça. 
Forging.mov
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FORJAMENTO = MARTELAMENTO 
Introdução: 
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MICROESTRUTURA x PROCESSAMENTO 
Fundido Forjado 
Usinado 
 (recozido) 
Essas microestruturas são do aço AISI 
1020. 
 
De acordo com o processamento a 
microestrutura muda. Dessa forma, muda-
se as propriedades mecânicas conforme o 
p rocessamento que o mater ia l é 
submetido. 
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Vantagens: 
FORJAMENTO	
Ø Os forjados são produzidos a partir de pré-formas simples. 
Ø Produzem-se os componentes com tolerâncias apertadas. 
Ø Eficiente com relação ao aproveitamento da matéria-prima e da 
diminuição do desperdício. 
Ø O controle da seqüência de fabricação garante uma elevada taxa de 
repetibilidade das peças forjadas. 
Ø Os custos, em geral, são baixos. (desde que se trabalhe com 
grandes quantidades) 
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Desvantagens: 
FORJAMENTO	
Ø Elevado custo das matrizes que são fabricadas de aço-
ferramenta. 
Ø Não é viável para quantidades pequenas de produtos. 
Ø Apenas pode ser aplicado em geometrias não muito 
complexas. 
Ø As peças a serem forjadas necessitam de corte para 
ficarem do tamanho ideal. 
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A quente: 
FORJAMENTO	
Ø Permite grandes deformações. 
Ø Menores valores de carga mecânica. 
Ø Boa precisão dimensional, 
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A Frio: 
FORJAMENTO	
Ø Deformações limitadas. 
Ø Maiores valores de carga mecânica. 
Ø Excelente precisão dimensional, 
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Carga Mecânica: 
FORJAMENTO	
O método de aplicação da carga mecânica poder ser 
dividido em: 
Ø Por impacto. 
Ø Por pressão. 
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Toda a operação de forjamento precisa de uma 
matriz. É ela que ajuda a fornecer o formato final da 
peça forjada. E ajuda também a classificar os 
processos de forjamento, que podem ser: 
•  forjamento em matrizes abertas, ou forjamento 
livre; 
•  forjamento em matrizes fechadas. 
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO 
DE FORJAMENTO 
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Matriz Aberta: 
FORJAMENTO	
Ø Aplicação de forças de compressão ocorre em regiões localizadas 
da peça. 
Ø O constrangimento lateral das matrizes é diminuto ou mesmo 
inexistente. 
Ø A forma final da peça é obtida por intermédio da sua manipulação 
(ex: avanço, rotação...) – golpes sucessivos da prensa. 
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Matriz Aberta: forjamento de uma bucha 
FORJAMENTO	
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Matriz Fechada: 
FORJAMENTO	
Ø O material é conformado entre duas metades de matriz que 
possuem, gravadas em baixo-relevo, impressões com o formato 
que se deseja fornecer à peça. A deformação ocorre sob alta 
pressão em uma cavidade fechada ou semi-fechada, permitindo 
assim obter-se peças com tolerâncias dimensionais mais 
apertadas. 
Ø Nos casos em que a deformação ocorre dentro de uma cavidade 
totalmente fechada, sem zona de escape, é fundamental a 
precisão na quantidade fornecida de material 
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Matriz Fechada: 
FORJAMENTO	
Ø Uma quantidade insuficiente de material implica na falta de 
enchimento da cavidade e falha no volume da peça. 
Ø Um excesso de material causa sobrecarga no ferramental, 
com probabilidade de danos ao mesmo e ao maquinário. 
Ø Dada a dificuldade de dimensionar a quantidade exata 
fornecida de material, é mais comum empregar um pequeno 
excesso. As matrizes são providas de uma zona oca 
especial para recolher o material excedente ao término do 
preenchimento da cavidade principal. 
Ø O material excedente forma uma faixa estreita (rebarba) em 
torno da peça forjada. A rebarba exige uma operação 
posterior de corte (rebarbação) para remoção. 
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Ø Peças forjadas em matriz, com peso não superior a 2 ou 
3kg, 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. 
Ø Peças delgadas, como chaves de boca, alicates, tesouras, 
tenazes, facas, instrumentos cirúrgicos, etc., podem ser 
forjadas a partir de recortes de chapas laminadas. 
Ø O forjamento em matriz fechada pode ser classificado em: 
 a)forjamento a partir da barra; 
 b) a partir de tarugos; 
 c) elementos estampados. 
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FORJAMENTO	
Matriz Fechada: 
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FORJAMENTO	
Matriz Fechada: 
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FORJAMENTO	
Matriz Fechada: 
Matriz Progressiva 
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FORJAMENTO	
Matriz Fechada: 
FORJAMENTO 
Peças Forjadas Típicas em Matriz Fechada: 
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FORJAMENTO 
Defeitos dos Produtos Forjados: 
Falta de redução - caracteriza-se pela penetração incompleta do 
metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e 
acontece quando são usados golpes rápidos e leves do martelo. 
Trincas superficiais - causadas por trabalho excessivo na 
periferia da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade 
a quente. 
Trincas nas rebarbas - causadas pela presença de impurezas nos 
metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas 
rebarbas e podem penetrar na peça durante a operação de 
rebarbação. 
Trincas internas - originam-se no interior da peça, como 
consequência de tensões originadas por grandes deformações. 
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FORJAMENTO 
Defeitos dos Produtos Forjados: 
Gotas frias- são descontinuidades originadas pela dobra de 
superfícies, sem a ocorrência de soldagem. Elas são causadas por 
fluxos anormais de material quente dentro das matrizes, incrustações 
de rebarbas, colocação inadequada do material na 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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CONFORMAÇÃO	PLÁSTICA	DOS	METAIS	
LAMINAÇÃO	
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LAMINAÇÃO	
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É o processo no qual o material é passado por entre dois rolos de 
um equipamento denominado de laminador, provocando uma 
redução da sua espessura. 
A deformação na laminação é uma conseqüência da ação 
combinada de tensões compressivas e cisalhantes. 
LAMINAÇÃO	
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Vantagem: 
Ø É o método mais eficiente e barato de reduzir a seção 
transversal de uma peça. 
Ø Obtenção de espessuras uniformes ao longo de grandes 
comprimentos 
 
Desvantagem: 
Ø Problema de flexão dos rolos que resultam na produção 
de chapas de espessura maior no centro do que nas 
bordas. 
LAMINAÇÃO	
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LAMINAÇÃO	
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LAMINAÇÃO	
Os laminadores podem ser classificados quanto ao número de 
cilindros que eles apresentam. 
a - Laminador duo 
b - Laminador duo reversível 
c - Laminador trio 
d - Laminador quádruo 
e – Laminador agrupado 
laminador Sendzimir 
MATERIAL DO CILINDRO 
AÇOS FORJADOS 
 FUNDIDOS 
VILLARES VAR, VAF ,V-14 
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ETAPAS PARA OBTENÇÃO DE PRODUTOS 
LAMINADOS 
1. O lingote, pré-aquecido em fornos especiais, passa pelo 
laminador de desbaste e se transforma em placas. 
2. A placa é reaquecida e passa então por um laminador que 
quebra a camada de óxido que se formou no aquecimento. 
Nessa operação usa-se também jato de água de alta 
pressão. 
3. Por meio de transportadores de roletes, a placa é levada a 
um outro laminador que diminui a espessura e também 
aumenta a largura da placa original. Na saída dessa etapa, a 
chapa também passapor um dispositivo que achata suas 
bordas e por uma tesoura de corte a quente. 
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4. Finalmente, a placa é encaminhada para o conjunto de 
laminadores acabadores, que pode ser formado de seis 
laminadores quádruos. Nessa etapa ela sofre reduções 
sucessivas, até atingir a espessura desejada e se 
transformar finalmente em uma chapa. 
5. Quando sai da última cadeira acabadora, a chapa é 
enrolada em bobina por meio de bobinadeiras. 
 
Para a obtenção de espessuras ainda menores, a laminação 
prossegue, porém a frio. Para isso, as bobinas passam por 
um processo de limpeza da superfície chamado de 
decapagem. 
ETAPAS PARA OBTENÇÃO DE PRODUTOS 
LAMINADOS 
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LAMINAÇÃO	A	QUENTE	
Na laminação a quente, a peça com 
aproximados 250 mm é aquecida e 
submetida à deformação por cilindros 
que a pressionarão até atingir a 
espessura desejada. Os produtos 
laminados a quente podem ser: 
 
Chapas Grossas 
 espessura: 6 a 200 mm 
 largura: 1000 a 3800 mm 
 comprimento: 5000 a 18000 mm 
Tiras 
 espessura: 1,2 a 12,50 mm 
 largura: 800 a 1800 mm 
 comprimento-padrão: 2000, 3000 e 
6000 mm 
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LAMINAÇÃO	A	FRIO	
Ao contrário do processo de laminação a quente as peças laminadas a frio 
são normalmente mais finas, com melhor acabamento e sem a presença 
de tensões residuais. 
Dimensões: 
 espessura: 0,3 a 3,00 mm 
 largura: 800 a 1600 mm 
 comprimentos-padrão: 2000, 2500 e 3000 mm 
Para compensar este efeito, normalmente são usados rolos de 
laminação abaulados. 
Defeitos Flexão dos rolos 
Chapas de 
espessura maior 
no centro do 
que nas bordas. 
LAMINAÇÃO	
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LAMINAÇÃO	
DEFEITOS 
• VAZIOS – origem nos rechupes ou nos gases retidos durante 
a solidificação do lingote. Eles causam tanto defeitos de 
superfície quanto enfraquecimento da resistência mecânica do 
produto. 
•  GOTAS FRIAS – são respingos de metal que se solidificam 
nas paredes da l ingoteira durante o vazamento. 
Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no 
material até o produto acabado na forma de defeitos na 
superfície. 
•  TRINCAS – aparecem no próprio lingote ou durante as 
operações de redução que acontecem em temperaturas 
inadequadas. 
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LAMINAÇÃO	
•  DOBRAS – são provenientes de reduções excessivas em 
que um excesso de massa metálica ultrapassa os limites do 
canal e sofre recalque no passe seguinte. 
•  INCLUSÕES – são partículas resultantes da combinação de 
elementos presentes na composição química do lingote, ou do 
desgaste de refratários e cuja presença pode tanto fragilizar o 
material durante a laminação, quanto causar defeitos na 
superfície. 
•  SEGREGAÇÕES – acontecem pela concentração de alguns 
elementos nas partes mais quentes do lingote, as últimas a se 
solidificarem. Elas podem acarretar heterogeneidades nas 
propriedades como também fragilização e enfraquecimento de 
seções dos produtos laminados. 
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 (c) (d) 
 (a) (b) 
 (c) (d) 
 (a) (b) 
Efeitos do abaulamento 
inexistente ou insuficiente. 
Efeitos do abaulamento 
excessivo. 
LAMINAÇÃO	
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Fratura das extremidades do laminado conhecida como “boca 
de jacaré” devido a presença de imperfeições metalúrgicas. 
LAMINAÇÃO	
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