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Trefilação: Conceitos e Equipamentos

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PROCESSO DE FABRICAÇÃOPROCESSO DE FABRICAÇÃO
CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA
TREFILAÇÃO
Professor: Norimar de Melo Verticchio
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mCONCEITOS INICIAIS
Trefilação
• É uma operação em que a matéria-prima é estirada
através de uma matriz em forma de canal convergente
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através de uma matriz em forma de canal convergente
(FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força trativa
aplicada do lado de saída da matriz
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mPRINCIPAIS PRODUTOS
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Fios finos e perfis diversos
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mEQUIPAMENTOS
•Bancada de trefilação
•Máquina de trefilar sem deslizamento
•Máquina de trefilar com deslizamento.
Classificação das maquinas de trefilar
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Bancada de trefilação
•Utilizadas para a produção de componentes não bobináveis como 
barras e tubos - comprimento limitado 
•Tração é efetuada por cabeçote móvel
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mEQUIPAMENTOS
•Bancada de trefilação
•Máquina de trefilar sem deslizamento
•Máquina de trefilar com deslizamento.
Classificação das maquinas de trefilar
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Etapas da trefilação
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mEQUIPAMENTOS
Máquina de 
trefilar sem 
deslizamento
A máquina de trefilar sem deslizamento contem um sistema de tração do
fio, para conduzi-lo através do furo da fieira, constituído de um anel
tirante que primeiro acumula o fio trefilado para depois permitir o seu
movimento em direção a uma segunda fieira. Nesta, o fio passa tracionado
por um segundo anel tirante que também acumula fio trefilado. O
processo prossegue de igual modo para as fieiras seguintes nos
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processo prossegue de igual modo para as fieiras seguintes nos
tradicionais sistemas de Trefilação múltiplos e contínuos, ou seja, com
diversas fieiras em linha na mesma máquina
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mEQUIPAMENTOS
Máquina de trefilar com deslizamento
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mFIEIRA
• Cone de entrada – ângulo de entrada
• Cone de trabalho Região de deformação
• Região de calibração – zona cilindrica
• Cone de saída - ângulo de saída
Geometria da 
ferramenta 
(fieira)
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• Cone de saída - ângulo de saída(fieira)
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mFIEIRA
•Carbonetos sintetizados (sobretudo WC) – widia
•Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura)
•Aços especiais (por exemplo, Cr-Ni, Cr-Mo e Cr-W)
•Ferro fundido branco
Materiais
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•Ferro fundido branco
•Cerâmicos (pôs de óxidos metálicos sintetizados)
•Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras)
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mTREFILAÇÃO DOS ARAMES DE AÇO
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Matéria-
prima: 
fio-maquina (vergalhão laminado a quente)
Descarepação: Mecânica (descascamento):dobramento e escovamento
Química: (decapagem): com HCl ou H2SO4 diluídos
Lavagem: em agua corrente
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Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)2 a 100oC a fim de neutralizar 
resíduos de acido, proteger a superfície do arame e servir de suporte para o 
lubrificante de trefilação.
Secagem: (em estufa) – também remove H2 dissolvido na superfície
Trefilação: Primeiros passes a seco ,eventualmente, recobrimento com Cu ou Sn e 
trefilação a úmido
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mCARACTERÍSTICAS
Comumente 
realizado a frio
Propriedades 
mecânicas 
controladas
Pequenas 
reduções de 
seção por passe
Ótima precisão 
dimensional
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Recozimento intermediário necessário
quando a queda de ductilidade associada ao
aumento da resistência provoca a queda de
conformabilidade
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mESFORÇOS NA TREFILAÇÃO
Existem vários métodos para determinar os esforços envolvidos 
no processo de trefilação.
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Variáveis envolvidas na determinação dos esforços:
• Redução de área
• Angulo da matriz
• Condições de atrito
• Propriedades mecânicas do material
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A tensão de trefilação não pode ser maior que a tensão
de escoamento do material
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mESFORÇOS NA TREFILAÇÃO
Tracao: externa
Compressao: fieira
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mESFORÇOS NA TREFILAÇÃO
•Tensão de compressão indireta
•Tensões devido ao atrito
Na trefilação existem as seguintes tensões:
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•Tensões devido ao atrito
Para se avaliar a influencia do angulo de trefilação (2α) e do
coeficiente de atrito dinâmico (µ) sobre as tensões atuantes,
considera-se que a deformação total pode ser dividida nos
seguintes componentes:
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seguintes componentes:
• Deformação homogênea
• Deformação redundante
• Deformação por atrito
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mESFORÇOS NA TREFILAÇÃO
Energia de deformação 
homogenea
• Independe de 2α e de 
µ
Depende diretamente 
de µ
•Depende de 2α (Área 
de contato)
Energia no trabalho 
redundante (mudança 
no escoamento)
• É maior quanto maior 
for o ângulo 2α
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•Energia relativa ao 
atrito
de contato) for o ângulo 2α
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mÂNGULO ÓTIMO DE TREFILAÇÃO
Analisando o seguinte gráfico 
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mÂNGULO ÓTIMO
Através de diversas simplificações nas equações que relacionam a tensão
de trefilação e o angulo (α) chegamos na seguinte equação para o angulo
ótimo:
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
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

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Relação do ângulo ótimo com o grau de redução
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mÂNGULO DE TREFILAÇÃO
Os processos comerciais de trefilação empregam os seguintes ângulos de 
trefilação:
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O angulo de trefilação pode provocar outros efeitos:
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O angulo de trefilação pode provocar outros efeitos:
• Formação da zona morta
• Descascamento
• Trincas localizadas
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mMODOS DE TREFILAÇÃO
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mÂNGULOS CRÍTICOS
Semi-ângulo crítico 1 Semi-ângulo crítico 2
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mRUPTURA CENTRAL
E a formação de pequenos vazios no interior do produto.
E difícil de ser detectada.
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E analisada através dos campos de velocidades, e ocorre em condições
especificas de velocidade, redução e atrito.
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mPROPRIEDADES DOS PRODUTOS
O processo de trefilação geralmente e a frio, logo o 
produto trefilado encontra-se “encruado”.
•Ha um aumento da resistência mecânica.
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•Ha um aumento da resistência mecânica.
•Microestrutura adequada aos tratamentos térmicos
•Aumento na resistência a fadiga.
Em materiais mais resistentes é necessário um alivio de tensões
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mTREFILAÇÃO DE TUBOS
Sem apoio interno (REBAIXAMENTO ou AFUNDAMENTO)(fig.a)
Com mandril passante (fig.b)
Com plug (bucha) interno (fig. c)
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Com bucha flutuante (fig.d)
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mDuvidas
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