Aula 04 Processos de conformação dos metais

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Processos de 
conformação dos metais
Professor Valdanes
Processos de conformação dos metais
 São conhecidos dois grupos de processos de fabricação
ou conformação de metais: os processos mecânicos cuja
característica principal para que ocorra a modificação da
forma esta ligada a aplicação de tensão externa sobre o
corpo metálico;
 E os processos metalúrgicos em que a característica
vinculada a modificação da forma e a aplicação de altas
temperaturas para modificação do corpo metálico.
Processos de conformação dos metais
Processo de conformação plástica
 Um processo e conhecido como de conformação plástica
sempre que for realizado utilizando um material no estado
solido e sempre que os esforços aplicados para conferir a
modificação da forma gerarem tensões abaixo da tensão
limite de resistência do material.
 Isso nos indica que o trabalho realizado no processo deve
ocorrer dentro da região plástica do material.
Termos e definições
 A capacidade que um material possui em aceitar a
deformação plástica quando submetido a um esforço é a
ductilidade. Assim, quanto maior for o grau de deformação
plástica sem que esse material se rompa, maior e a sua
ductilidade.
 A capacidade que o material tem de absorver energia
durante um impacto e transforma-la em deformação plástica
é a tenacidade. Assim, entende-se que a tenacidade é uma
medida de quantidade de energia que um material pode
absorver antes de se fraturar.
Encruamento dos metais
 O fenômeno que modifica a estrutura dos metais através
da deformação plástica quando esta e realizada abaixo da
temperatura de recristalização e que causa o
endurecimento e aumento de resistência do metal é o
encruamento.
Diagrama tensão x deformação (σ x ε).
Exemplos de processos por tipo de esforço
Exemplos de processos por tipo de esforço
Processo produtivo
 Podemos citar a oxidação superficial e as distorções da
peça que são associadas a variações de temperatura como
exemplos dessas diferenças, que ocorrem em produtos de
metais conformados a temperaturas elevadas.
 Já produtos de metais conformados a frio permitem a
manufatura de produtos com melhor acabamento e
obtenção de características dimensionais e geométricas
com maior reprodutibilidade.
Processos a frio
 Os aços para trabalho a frio são aços que devem ser
utilizados em trabalho a temperatura ambiente ou pouco
elevada na usinagem, na conformação e no
processamento de metais, madeiras, minerais e outros
materiais.
 Suas principais características são: alta dureza, tenacidade
e resistência a abrasão.
 Alguns tipos apresentam pequena deformidade.
Trabalho a quente
 Os aços para trabalho a quente são preparados para serem utilizados
em trabalhos com temperaturas maiores que 200 °C, em que, nas
condições de operação, apresentam elevada resistência mecânica,
dureza e resistência ao desgaste, assim como elevada tenacidade,
temperabilidade, resistência a fadiga, condutividade e a formação de
trincas térmicas.
 Esses aços foram especialmente desenvolvidos para suportar
condições combinadas de pressão, calor e abrasão associadas com
cisalhamento, funcionamento ou conformação de metais em alta
temperatura
Classificação dos metais
 Muitos aços-liga são especificados pela sua
endurecibilidade quando essa característica e exigida, e
sua identificação ocorre com a aplicação do sufixo "H"
originaria de hardenability para distingui-los de outros tipos
de aço sem essa característica.
 Esses aços do grupo H normalmente apresentam médios
teores de carbono, que podem variar de 0,35 a 0,45%, e
teores combinados de tungstênio, cromo, vanádio e
molibdênio, com variação de 6 a 25%. O grupo e dividido
em aços ao cromo, ao tungstênio e ao molibdênio.
Processo de trefilação
 Uma trefilarão e um processo de conformação plástica no
qual a matéria-prima e puxada em direção a uma matriz,
também chamada de fieira ou trefila, por meio da aplicação
de uma forca de tração gerada no lado da saída da matriz.
 Essa operação é realizada a frio na maioria das vezes,
excesso de espaço e o escoamento plástico do material
que ocorre durante a manufatura é produzido pelas forças
de compressão promovidas pela parede da matriz, que
possui o formato de um funil, sobre o material em
deslocamento.
Matriz de trefilação
Produtos da trefilação
 Assim, algumas características da trefilarão são: obtenção
de produtos de grande comprimento continuo, com seções
transversais pequenas que podem variar de 0,02 a 25 mm;
 Que apresentem baixa rugosidade, podendo chegar aos
últimos passes a 0,3 μm, apresentando, assim, boa
qualidade de superfície, além de um excelente controle
dimensional que pode chegar a ate centésimos de
milímetros.
Arame galvanizado
Produtos
 Os fios e arames produzidos pela trefilarão podem ser os
comuns e os especiais.
 Os comuns são divididos em três categorias: os grossos,
que apresentam diâmetro entre 5 e 25 mm; os médios, que
variam de 1,6 a 5 mm; e os finos, que tem entre 0,7 a 1,6
mm.
 Os especiais possuem diâmetros menores que 0,02 mm.
 Os tubos podem ser trefilados em diferentes formas.
Matriz de trefilação
 A matriz apresenta uma geometria, conforme pode ser
dividida em quatro regiões: a entrada, o ângulo de
abordagem ou redução, a guia de calibração ou
acabamento e a saída.
 Uma matriz típica apresenta um furo afunilado com três
regiões cônicas e uma cilíndrica;
Processo de trefilação
 A primeira região é o cone de entrada, utilizada para direcionar o fio-
maquina;
 A segunda região é a de redução, na qual ocorre o trabalho de
deformação do metal por meio do contato entre o metal e a parede do
cone dessa região da matriz, a qual possui um angulo entre 5° e 25°;
 Na terceira região, que e a de calibração, ocorre o ajuste do diâmetro
do fio. O comprimento da região cilíndrica e definido com base no
diâmetro do fio e pode variar entre zero a duas vezes o valor do
diâmetro.
 A ultima região cônica e utilizada como alivio para saída do fio-maquina
e age de maneira a facilitar a saída.
Regiões de uma matriz
Composição da matriz
 A matriz é fabricada com materiais que ofereçam grande
resistência ao desgaste e ao impacto, evitando, assim,
trocas frequentes.
 Também e preciso observar as exigências do processo,
como os esforços envolvidos, as dimensões e o material a
ser trefilado.
 Os materiais mais comuns na fabricação da matriz são o
metal duro, que e o mais utilizado, o diamante ou mesmo a
combinação dos dois, além dos materiais cerâmicos.
Materiais para construção de matriz
Matriz de forjamento
 A matriz é construída com o núcleo e um estojo;
 O núcleo na forma de inserto e construído com o material
apropriado a trefilarão, enquanto o estojo e produzido com
um aço de baixo carbono, igual ou menor a 0,3% de C,
gerando uma vantagem em relação ao custo de produção.