Unidade 4 - Trefilação e Extrusão

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Processos 
de Fabricação
Material Teórico
Trefilação e Extrusão
Responsável pelo Conteúdo:
Prof.a Me. Luciana Borin de Oliveira
Revisão Técnica:
Prof. Me. Maick Roberto Lopes
Revisão Textual:
Prof.a Me. Luciene Oliveira da Costa Santos
• Introdução;
• Trefilação;
• Extrusão.
Conhecer as definições envolvidas no estudo dos processos de 
Conformação Plástica
 · Trefilação;
 · Extrusão.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
Caro(a) aluno(a),
Leia atentamente o conteúdo desta unidade, que lhe possibilitará conhecer 
os processos Trefilação e Extrusão.
Você também encontrará uma atividade composta por questões de 
múltipla escolha, relacionada com o conteúdo estudado. Além disso, terá a 
oportunidade de trocar conhecimentos e debater questões.
É extremante importante que você consulte os materiais complementares, 
pois são ricos em informações, possibilitando-lhe o aprofundamento de seus 
estudos sobre o assunto da unidade.
ORIENTAÇÕES
Trefi lação e Extrusão
UNIDADE Trefilação e Extrusão
Contextualização
Vemos que os processos de fabricação e tecnologia de materiais procuram 
sempre novas fontes de materiais ao mesmo tempo em que buscam novas formas 
de processamento para atender a uma demanda específica, melhorar qualidade, 
baixar custos e diminuir falhas.
Oriente sua reflexão pelas seguintes questões:
Busque produtos que são processados por Trefilação e Extrusão. Qual deve ser 
o estudo para indicar a utilização de um processo para determinado material? 
Escolha um produto com o qual você esteja trabalhando ou faça parte do seu 
dia a dia (no trabalho, em casa). Aplique o conceito acima, descreva a atividade e 
os critérios.
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Introdução
Os processos de Trefilação e Extrusão podem produzir peças intermediárias 
como tarugos ou produzir também peças acabadas. 
Esses processos são destinados à produção de barras de perfil constante.
O perfil é definido pela forma da abertura da ferramenta por onde o material flui 
impulsionado por uma força (figura 1) que pode ser:
• Tração, no caso da trefilação, ou
• Compressão, no caso da extrusão
Figura 1 – Trefi lação e Extrusão
Pode-se dizer que:
A Trefilação e a Extrusão são processos de compressão indireta, pois mesmo 
que as forças aplicadas sejam de tração ou compressão, a reação da peça com a 
matriz produz forças indiretas de compressão.
Trefilação
Origem
Entre outros, diz-se que o processo de trefilação foi desenvolvido para resolver a 
dificuldade de fabricação de fios metálicos com pequenas dimensões. Os fios eram feitos 
apenas com metais preciosos, a partir de formas planas por martelamento manual.
Os primeiros fios metálicos foram fabricados por arraste manual, sendo somente 
industrializado muito tempo depois. O processo de trefilação em si não apresentou 
muitas evoluções na forma geométrica das fieiras, houve grande evolução na parte 
metalúrgica do processo.
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
Apresentação
A trefilação é um processo de conformação plástica realizado pela condução de 
uma barra, tubo ou fio por uma ferramenta denominada fieira ou trefila.
Esta ferramenta possui formato externo cilíndrico e contém um furo no seu 
centro por onde passa o material (figura 2). A geometria desta ferramenta tem 
influência sobre a força de trefilação. O furo possui diâmetro decrescente com 
perfil na forma de funil.
Desbobinadeira
Roldana
1o Anel
Tirante com
�o deslizante
2o Anel
Tirante com
�o deslizante
1a Fieira
2a Fieira
Bobinadeira
Figura 2 – Esquematização do processo de trefilação
O processo de Trefilação pode contar com uma ou mais fieiras.
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A geometria da fieira ou trefila é dividida em quatro zonas (figura 3):
• entrada;
• redução;
• calibração;
• saída.
Figura 3 – Geometria da fieira
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A fieira (figura 4) pode ser composta de diversos materiais, sendo que a escolha 
depende das condições e esforços do processo e do material a ser trefilado. 
Os materiais mais utlizados são:
• Widia;1
• Aços revestidos de Cromo;
• Cerâmicos;
• Diamantes.
Figura 4 – Corte esquemático para visualização da fi eira
Um maior conhecimento do processo de trefi lação pode ser visto em: https://goo.gl/E4xjtB
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Operação
A operação de passagem do material 
pela fieira normalmente é realizada a frio, 
abaixo da temperatura de recristalização, 
ocorrendo o encruamento do material com 
as alterações das propriedades mecânicas 
do material – redução da ducibilidade do 
material e aumento da resistência mecânica. 
A principal finalidade do processo de 
trefilação é a obtenção de material de diâ-
metros menores e propriedades mecânicas 
controladas (figura 5).
Figura 5 – Tubos trefi lados
Fonte: iStock/Getty Images
Entre as diversas etapas da trefilação, passagens por sucessivas fieiras com 
diâmentos decrescentes, um tratamento térmico de recozimento pode ser necessário 
para garantir a continuidade do processo ou para adequar o material aos requisitos 
do cliente quanto às propriedades mecânicas especificadas para o uso do produto 
final trefilado.
1 Widia é a caracterização de um metal duro sintetizado para ferramenta de corte. Seu nome tem origem do alemão 
Wie Diamant (como diamante), fazendo analogia às propriedades de dureza e resistência ao desgaste do diamante.
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
O estudo dos processos de fabricação nos traz a luz de que todos eles estão 
interligados na meta de trazer o produto final desejado pelo cliente, com as 
características mecânicas e dimensionais desejadas (figura 6).
Figura 6 – Produção de tubos de aço trefilados
A trefilação utiliza como matéria prima o produto em forma de fio, barra ou 
tubo obtidos pelo processo de laminação no caso de metais ferrosos e não ferrosos 
e processo de extrusão no caso de metais não ferrosos.
Conhecemos o processo de trefilação como um processo de compressão indireta 
pois os esforços de compressão exercidos pelas paredes do furo da ferramenta 
sobre o material durante a sua passagem são resultantes do efeito da força de 
tração aplicados externamente na direção axial do fio.
Os produtos mais comuns da trefilação estão apresentados na tabela:
Barras Diâmetro menor que 25mm
Arames
Comuns
Grossos
Diâmetro de 5 a 25mm 
Médios:
Diâmetro de 1,6 a 5,0mm
Finos:
Diâmetro de 0,7 a 1,6mm 
Especiais Diâmetro menor que 0,02mm
Tubos Trefilados de diferentes formas
As principais vantagens do processo de trefilação:
• O material a ser trabalhado pode ser estirado e reduzido em secções transversais 
mais do que com qualquer outro processo de conformação.
• A precisão dimensional obtida por este processo é maior do que em qualquer outro. 
• A superfície do material produzido é uniformemente polida e limpa.
• A trefilação exerce influência nas propriedades mecânicas do material, 
permitindo a obtenção de uma variedade de propriedades com a mesma 
composição química em combinação com um tratamento térmico adequado.
Como exemplo, depois da trefilação, os arames podem ser submetidos a trata-
mentos térmicos de recozimento ou patenteamento para aliviar tensões ou para 
obter propriedades mecânicas desejadas pelo cliente para utilização do material.
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Recozimento
O processo de Recozimento, demonstrado nas figuras 7 e 8, é um dos processos 
mais populares para tratamento térmico do aço. Este processo, é um tratamento 
térmico que atinge entre 550 a 650°C.
Processo de Recozimento: https://goo.gl/TPWMMa e https://goo.gl/Wf2n5s
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A temperatura é sempre definida com base no tipo de aço em questão – o que 
é feito mediante consulta do aço em sua tabela de fabricação. Já o resfriamento é 
feito de forma lenta e dentro de um forno previamente aquecido em temperatura 
ambiente.
De modogeral, o recozimento é um tratamento térmico feito quando há o 
objetivo de alcançar um ou mais entre os objetivos a seguir:
• Diminuição da dureza do aço, o que irá melhorar a sua utilização em procedimentos 
de usinagem;
• Remoção de tensões internas, que geralmente são causadas por tratamentos 
mecânicos (a quente ou a frio);
• Para alteração de propriedades ou componentes mecânicos do aço, como a 
sua ductilidade, resistência ou outros;
• Para modificação de aspectos magnéticos ou elétricos do aço;
• Para ajuste do tamanho ou tipo de grão do aço;
• Para remoção de gases ou regularização de texturas amplas e mais brutas;
• E, por fim, para promover a eliminação de qualquer efeito causado a partir 
de tratamentos mecânicos ou térmicos aos quais o aço tenha sido submetido 
anteriormente.
Patenteamento
É indicado para aços de médio a alto carbono. É um tratamento de aquecimento 
acima da temperatura crítica seguido de resfriamento controlado. O principal objetivo 
é obter uma melhor combinação de resistência e ductilidade ao produto final.
Equipamentos de trefilação
O processo de Trefilação possui equipamentos que podem ser classificados em 
dois grupos:
Bancadas de trefilação 
Utilizadas para produção de componentes não bobináveis, como barras e tubos 
(figura 7).
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
Figura 7 – Bancadas de trefilação 
TREFILADORAS DE TAMBOR
Utilizadas para produção de componentes bobináveis, ou seja, fios e arames 
(figura 8 e 9). Classificadas em três grupos:
1. Simples em um só tambor para os arames grossos
2. Duplas para os arames médios
3. Múltiplas contínuas para os arames médios e finos
Figura 8 – Trefiladoras de tambor
Figura 9 – Trefiladoras de tambo 
Aplicações e defeitos dos produtos
A trefilação é um processo muito utilizado para produção de barras que são 
aplicadas em pistões pequenos, eixos de máquinas e material para parafusos. As 
barras mais finas, com diâmetro inferior a 5 mm, são chamadas arames ou fios e 
são utilizadas para cabos, molas e condutores elétricos (figuras 10, 11, 12 e 13).
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Figura 10 – Fios de aço Figura 11 – Condutores elétricos 
Fonte: iStock/Getty Images
Figura 12 – Tubos
Fonte: iStock/Getty Images
Figura 13 – Microtubos
Fonte: iStock/Getty Images
Os principais defeitos encontrados nos produtos trefilados são os relacionados 
ao processamento de matéria-prima, ou do produto trefilado, e problemas da fieira.
• Diferença de diâmetro;
• Fraturas;
• Rupturas;
• Marcas.
O atrito é um processo a ser considerado durante a operação de trefilação 
devido ao movimento relativo entre o material e a fieira. O atrito causa desgaste na 
ferramenta e aparecimento e defeitos superficiais no fio.
Por esse motivo é importante conhecer e aplicar a lubrificação para criar entre 
esses materiais uma película contínua de fluido lubrificante que controlará o calor 
gerado pelo atrito. O lubrificante age como refrigerante, reduzindo o desgaste 
da fieira e melhorando o acabamento do fio (figura 14). A lubrificação pode ser 
aplicação de tipos de sabão, emulsões ou pastas de óleos em água, pastas e graxas.
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
Figura 14 – Exemplo de lubrificação em trefilação
Levando em consideração o sistema de lubrificação, as máquinas de trefilar são 
classificadas em:
• Máquinas com sistema de imersão onde a fieira permanece imersa no líquido 
lubrificante, e
• Máquinas com sistema de aspersão onde a fieira recebe um jato de líquido lubrificante.
Você conhece o processo de trefilação na fabricação de tubos de aluminio?
O video apresentado no link a seguir mostra este processo: https://youtu.be/fEV81DUmcQ4Ex
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Extrusão
A extrusão, como processo industrial, foi criada durante a Revolução Industrial, 
onde houve a invenção de uma prensa hidráulica para a realização de tubos de 
chumbo. Uma importante revolução no processo ocorreu quando a primeira pren-
sa de extrusão horizontal foi construída para trabalhar metais com maior ponto de 
fusão que o do chumbo. Um disco na ponta do êmbolo de extrusão que o separava 
do tarugo, resguardando-o do calor excessivo foi a característica que possibilitou 
essa inovação. Entre o falso pistão e o metal a ser extrudado, se interpõe um 
pedaço de grafite, como material suplementar, para forçar a passagem de todo o 
material através da matriz (figura 15).
Figura 15 – Esquema de extrusão
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Extrusão é o processo de conformação plástica no qual um corpo metálico ou 
qualquer outro tipo de material tem sua seção transversal reduzida ou modificada 
pela aplicação de altas tensões de compressão. É um processo de compressão 
indireta, que pode ser realizado a quente ou a frio para produzir barras, tubos ou os 
mais variados perfis, quaisquer produtos com seção transversal idêntica em todo o 
seu comprimento (figura 16).
Figura 16 – Esquema de processo de extrusão
É importante salientar que os processos de conformação estão em constante 
mudança e adaptação, pois os materiais estão sendo estudados, descobertos e 
modificados todo tempo.
Este processo produz barras cilíndricas ou tubos. Outras formas de seção transversal 
mais irregulares podem ser conseguidas em metais mais facilmente conformáveis 
como o alumínio. Materiais como o cobre e suas ligas, aço carbono, inoxidável e 
também produtos de plástico são utilizados no processo de extrusão, principalmente 
em embalagens. Este processo permite obter superfícies com boa aparência. 
Os aços-carbono, com teor de Carbono de até 0,2% são fáceis de serem 
extrudados a frio, produzindo os pinos de pistões e porcas de rodas. À medida que 
o teor de Carbono aumenta, a extrusão a frio torna-se mais difícil, exigindo um 
tratamento térmico para conferir ao metal estrutura adequada para a extrusão.
Processo de extrusão do plástico
A extrusão é o mais importante processo de transformação de plásticos. O pro-
cesso de extrusão de plásticos consiste basicamente em forçar de forma controlada 
a passagem do material granulado por dentro de um cilindro aquecido, com auxilio 
de roscas “sem fim”, que transportam, misturam, compactam e permitem a retira-
da de gases liberados neste processo. Na saída do cilindro, o material é comprimido 
contra uma matriz de perfil desejado, a qual dá formato ao produto que será logo 
após resfriado, cortado ou enrolado. Os produtos resultantes deste processo estão 
ao nosso redor todos os dias como tubos (figura 17), filmes de embalagens plásticas 
(figura 18) e até mesmo as garrafas PET (figura 19).
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
 
Figura 17 – Tubos plásticos
Fonte: iStock/Getty Images
Figura 19 – Garrafas plásticas
Fonte: iStock/Getty Images
Figura 18 – Embalagens plásticas 
Fonte: iStock/Getty Images
Direta e inversa
O processo de extrusão é realizado conforme sequência a seguir:
• Inicialmente, o material é aquecido no forno com temperatura acima da 
temperatura de recristalização; rapidamente, é transportado para o recipiente, 
evitando ao máximo a exposição ao ar atmosférico para controlar a oxidação. 
• A seguir, o material é colocado num apoio e o pistão é acionado de encontro 
ao material.
• Após o pistão completar o ciclo de extrusão, retira-se o disco e procede-se à 
limpeza do interior do recipiente.
O processo de extrusão pode ser classificado quanto ao movimento do material 
em duas frentes (figura 20):
• Direta;
• Indireta ou Inversa.
 
Figura 20 e 21 – Extrusão Direta e Inversa
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Na extrusão direta, o pistão age sobre o material e força sua passagem pela 
ferramenta localizada no lado oposto do recipiente, provocando grande ação de 
atrito entre o material e o recipiente.
Já na extrusão inversa, o pistão se mantém fixo e o material com o recipiente 
avançam na sua direção, tornando inexistente o atrito entreo material e o recipiente.
A extrusão inversa exige menor esforço e permite a obtenção de um produto 
mais homogêneo e a extrusão direta possui maior utilização pela simplicidade de 
seu maquinário. 
O atrito entre o material e o recipiente na extrusão direta pode ser amenizado 
pela utilização dos lubrificantes resistentes a altas temperaturas.
Variáveis de controle
Os produtos extrudados sofrem influência de diversos fatores que merecem 
atenção e controle para qualidade do produto final:
• Pressão de extrusão;
• Geometria da ferramenta;
• Características do material;
• Temperatura de trabalho;
• Velocidade de extrusão;
• Condições de lubrificação;
• Modo de escoamento.
Veremos as especificidades de cada variável a seguir:
A pressão de extrusão é dependente de outros fatores como a temperatura, 
velocidade do trabalho e geometria da ferramenta, considerando que a intensidade 
de redução da área é a mais poderosa influência. Em linhas gerais, na extrusão 
inversa a pressão é menor e o escoamento é uniforme pela ausência de atrito entre 
o material e o recipiente. Na extrusão direta, há um nível elevado de pressão inicial 
para fazer o material passar pela ferramenta, caindo com o avanço do pistão e 
aumentando novamente no final do processo. Essa pressão inicial cai quando se 
utilizam lubrificantes.
Ao se estudar a geometria da ferramenta, é possível perceber que, nas 
ferramentas cônicas, não surge zona morta, o que possibilita a condução de um 
processo mais uniforme apesar do esforço de extrusão inicial ser maior.
Considerando as características do material, vemos que as propriedades 
do extrudado na direção da seção transversal são diferentes das propriedades 
na seção longitudinal.
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
A temperatura de trabalho deve ser suficientemente alta para manter boa 
trabalhabilidade plástica ao material e conduzir a recristalização. Cabe ressaltar que 
uma temperatura muito alta traz gastos excessivos de energia, desgaste da máquina 
e do material a ser extrudado.
A velocidade de extrusão deve ser um parâmetro estudado em conjunto com 
a pressão e a temperatura de trabalho para um adequado processo de extrusão 
com maior produção e menor perda de temperatura do material a ser trabalhado.
As condições de lubrificação, os lubrificantes como grafita e óleos tem atuação 
direta sobre o atrito entre o recipiente e o material, entre o material e a ferramenta, 
afeta o acabamento do extrudado e diminui o desgaste da ferramenta.
Os modos de escoamento têm influência nas propriedades e na qualidade 
do produto final e podem se apresentar de três maneiras diferentes. As duas 
primeiras em condições de controle de laboratório e a terceira uma representação 
real da prática:
• Por extrusão direta com lubrificação, onde não acontece a penetração de 
camadas de impurezas para dentro do material extrudado.
• Por extrusão direta sem lubrificação, em que pode acontecer o fenômeno 
da intrusão. 
• Por extrusão direta em condições normais de operação, em que se forma uma 
coroa de material não deformado que penetra na ferramenta e contribui no 
comprimento final do extrudado.
Aplicações e defeitos dos produtos
A aplicação do processo de extrusão abrange materiais ferrosos e não ferrosos. 
Este processo tem emprego limitado nos aços devido às condições adversas de 
elevadas temperaturas e pressão. Os materiais mais extrudados são o alumínio, o 
cobre e suas ligas.
Dependendo das condições e do material extrudado podem ocorrer vários tipos 
de defeitos, que afetam a resistência e qualidade do produto final.
Os principais defeitos são:
Trinca superficial
Ocorre quando a temperatura ou a velocidade é muito alta. Estas causam um 
aumento significativo da temperatura da superfície, causando trincas e rasgos. Os 
defeitos são intergranulares. Ocorrem especialmente em ligas de alumínio, mag-
nésio e zinco, embora possam ocorrer em ligas de alta temperatura. Estes defeitos 
podem ser evitados reduzindo-se a velocidade de extrusão e diminuindo a tempe-
ratura do tarugo.
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Cachimbo
O tipo de padrão de fluxo do metal a arrastar óxidos e impurezas superficiais 
para o centro do tarugo, como num funil. Este defeito é conhecido como defeito 
cachimbo (ou rabo de peixe). O defeito pode se estender até um terço do com-
primento da parte extrudada e deve ser eliminado por corte. O defeito pode ser 
minimizado alterando-se o padrão de fluxo para um comportamento mais unifor-
me, controlando a fricção e minimizando os gradientes de temperatura. Alterna-
tivamente o tarugo pode ser usinado ou tratado quimicamente antes da extrusão, 
removendo-se as impurezas superficiais.
Trinca interna
O centro do tarugo pode desenvolver fissuras que são conhecidas como trincas 
centrais, fratura tipo ponta de flecha ou chevron. O defeito é atribuído à tensão 
hidrostática de tração na linha central, similar à situação da região de estricção em 
um corpo em ensaio de tração. A tendência à formação de fissuras centrais au-
menta com o crescimento da fricção e da relação de extrusão. Este tipo de defeito 
também aparece na extrusão de tubos.
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UNIDADE Trefilação e Extrusão
Material Complementar
Material Complementar
Para complementar os conhecimentos adquiridos nesta unidade, consulte os livros abaixo, 
disponíveis na Minha Biblioteca:
 Livros
Ensaios dos materiais
GARCIA, Amauri; SPIM, Jaime Alvares; SANTOS, Carlos Alexandre dos. 2. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2012.
Introdução aos processos de fabricação
GROOVER, Mikell P. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
Ciência e engenharia de materiais: uma introdução.
CALLISTER JR., William D. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
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Referências
DIETER, G.E. Metalurgia Mecânica. Rio de Janeiro: Guanabara Dois, 1981.
HELMAN, H.; CETLIN, P. R. Fundamentos da Conformação Mecânica dos 
Metais. São Paulo: Artliber, 2005.
RODRIGUES, J. Tecnologia Mecânica. Volumes 1 e 2. Lisboa: Ed. Escolar, 2005.
 BRESCIANI FILHO, E. Conformação Plástica dos Metais. Volumes 1 e 2. 
Campinas: UNICAMP.
ROWE,G.W. Elements of Metalworking Theory. Cambridge: Edward Arnold 
Publishers, 1979.
HONEYCOMBE, R.W.K. The Plastic Deformation of Metals. Cambridge: 
Edward Arnold Publishers, 1968.
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