Conformação Mecanica6_Laminação

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Conformação Mecânica
Laminação
Laminação
Laminação
Processo de conformação mecânica que consiste em modificar a seção 
transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira, etc., pela 
passagem entre dois cilindros com geratriz retilínea (laminação de produtos 
planos) ou contendo canais entalhados de forma mais ou menos complexa 
(laminação de produtos não planos).
Apresenta alta produtividade e um controle dimensional do produto acabado 
que pode ser bastante preciso.
Laminação
CLASSIFICAÇÃO DOS PRODUTOS LAMINADOS
Blocos: Seção quadrada ou ligeiramente retangular, entre 150 e 300mm de lado.
Placas: Seção retangular com espessura entre 50 e 230mm e 610 a 1520mm de largura.
Tarugos: Seção quadrada ou circular, entre 50 e 125 mm de lado, (ou diâmetro).
Fio-máquina: normalmente de seção circular com o diâmetro menor que 12,7mm, 
produzido em rolos ou bobinas
Barras: Seção quadrada, circular ou poligonal com dimensões menores que 100mm.
Perfis Normais: Com seção mais elaborada, como cantoneiras, T, Z, U, etc., com altura da 
alma maior que 80 mm.
Chapa Grossa: Largura acima de 200 mm, espessura maior que 5 mm.
Tiras Laminadas a Quente: largura entre 610 a 2438 mm, espessuras entre 1,19 a 12,7mm.
Tiras Laminadas a Frio: larguras entre 400 e 1650 mm, espessura entre 0,358 mm e 3mm.
Bobina: Produto plano laminado com largura mínima de 500 mm enrolado na forma 
cilíndrica.
Laminação
Placas Blocos Tarugos
Chapas
Folhas
Tubos
Perfis Trilhos Barras
Barras
Trefilados
Tubos
Laminação
Divisão dos processos de laminação
- conforme a cinemática (longitudinal, transversal e cisalhante )
TRANSVERSALLONGITUDINAL CISALHANTE
Laminação
Divisão dos processos de laminação
- conforme a geometria da ferramenta (laminação plana e de perfis)
LAMINAÇÃO 
PLANA
LAMINAÇÃO 
DE PERFIS
Laminação
Divisão dos processos de laminação
- conforme a geometria da peça (corpo ôco ou maciço)
Laminação
Divisão dos processos de laminação
- conforme a temperatura da peça – laminação a frio ou a quente
Laminação
LAMINAÇÃO A FRIO:
• Requer material com boa plasticidade a frio.
• É precedida por laminação a quente. 
• As reduções de espessura são limitadas pelo encruamento.
• As forças de laminação são bem maiores que as da laminação a quente.
• Produz acabamento superficial bom ou ótimo.
• Resulta em tolerâncias dimensionais mais estreitas que a laminação a quente.
LAMINAÇÃO A QUENTE:
• Utilizada para materiais que tenham baixa plasticidade a frio.
• Serve como etapa de preparação para laminação final, a frio.
• Permite grandes reduções de espessura.
• Forças de laminação menores que as da laminação a frio
• Produz acabamento superficial pobre.
• Resulta em tolerâncias dimensionais largas.
Laminação
Divisão dos processos de laminação
- laminado continuo e laminados em lotes.
Laminação
TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACÃO
Duo com retomo por cima: Consiste em dois cilindros, colocados um sobre o outro. A peça é 
laminada ao passar entre os dois e é devolvida para o passe 
seguinte, passando sobre o cilindro superior. (I)
Duplo Duo: Usado na laminação de barras de aços especiais, consiste em dois conjuntos 
Duo, com sentidos de movimento opostos, colocados em planos verticais 
paralelos e montados numa cadeira de laminação única. (II)
Laminação
TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACÃO
Duo reversível: É aquele em que o sentido de rotação dos cilindros é invertido após cada 
passagem da peça através do laminador . (III)
Trio: Três cilindros são dispostos um sobre o outro e a peça é introduzida no laminador, 
passando entre o cilindro de baixo e o médio e retoma entre o superior e o central. 
(IV)
III
IV
Laminação
TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACÃO
Quádruo: Nos laminadores Quádruo, as chapas grossas ou as tiras a quente podem ser 
laminadas com espessura mais uniforme no sentido transversal, porque os 
cilindros de apoio, superior e inferior, impedem a flexão excessiva dos cilindros de 
trabalho. (V)
V
Laminação
TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACÃO
Universal: Constitui uma combinação de cilindros horizontais e verticais, normalmente 
montados na mesma cadeira de laminação. (VI)
(VI)
Laminação
Esquema e foto do laminador Sendzimer
Laminação
Laminadores Primários ou de Semi-Produtos:
São aqueles que produzem semi-produtos ou semi-acabados, tais como:blocos, 
placas, tarugos e platinas, destinados aos trens acabadores. 
Entre os laminadores primários pode-se distinguir os laminadores desbastadores e 
os laminadores de tarugos ou platinas. 
Os laminadores desbastadores, também conhecidos pelo nome de blooming ou 
slabbing, operam a partir de lingotes. No caso de lingotes grandes, os seus 
produtos serão os blocos (blooms) ou as placas (slabs). No caso de lingotes 
pequenos, produzem diretamente tarugos ou platinas. 
Os laminadores de tarugos ou de platinas operam sempre a partir de blocos ou de 
placas cortadas longitudinalmente, transformando-os em tarugos ou platinas.
Laminadores de produtos acabados:
São aqueles que transformam semi-produtos (blocos, placas, tarugos e platinas) em
produtos acabados, tais como: perfiz, trilhos, tubos, etc.
CLASSIFICAÇÃO DE ACORDO COM O SEU PROGRAMA DE PRODUÇÃO:
Laminação
CLASSIFICAÇÃO DOS CILINDROS:
São produzidos em uma enorme variedade de materiais, desde o aço simples com 0,50% 
de carbono, passando pelos ferros fundidos especiais e nodulares.
CILINDROS DE AÇO
Mediante o emprego de elementos de liga e de tratamentos térmicos adequados pode-se
conseguir altas durezas e resistências adequadas com cilindros de aço. O teor de carbono 
varia de 0,35 a 1%. Os principais elementos de liga são o cromo, o níquel e o molibdênio.
CILINDROS DE AÇO FUNDIDO:
Apresentam resistência ao desgaste relativamente pequena mas, devido à sua alta
resistência à flexão, permitem grandes reduções em cada passagem. São usados,
principalmente, nos laminadores desbastadores, nas primeiras cadeiras de laminadores
de tiras a quente e como cilindros de encosto nos laminadores planos aquente e a frio.
Podem também ser empregados como cilindros preparadores.
CILINDROS DE AÇO FORJADO:
Apresentam melhor resistência ao desgaste. São usados principalmente como cilindros
de trabalho de laminadores a frio.
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CILINDROS DE FERRO FUNDIDO EM MOLDES DE AREIA
São empregados como cilindros acabadores de trens de grandes perfis e trens comerciais, 
bem como cilindros preparadores de trens de perfis médios.
CILINDROS DE FERRO FUNDIDO COQUILHADO
Possuem uma camada exterior dura, com grande resistência ao desgaste podendo gerar 
produtos com bom acabamento superficial. O núcleo, no entanto, é mais tenaz e possui 
boa resistência à ruptura. Podem ser usados em cadeiras acabadoras de trens de fio-
máquina, de trens de pequenos perfis, e em laminadores desbastadores.
CILINDROS DE FERRO FUNDIDO NODULAR
Além de terem boa resistência ao desgaste, apresentam resistência à ruptura maior que
os outros cilindros de ferro fundido cinzento. Podem ser usados em cilindros de 
laminadores de tarugos e cilindros intermediários de trens de fio-máquina.
Laminação
LAMINAÇÃO DE TUBOS
Etapas de conformação:
1. produção de bloco oco
2. laminação longitudinal do bloco 
oco com mandril
3. laminação de redução
a) cilindro motor
b) mandril
c) retorno
d) haste do mandril
e) mancal de encosto
f) bloco oco
Laminação
EXEMPLO DE LAMINAÇÃO NÃO-CONVENCIONAL: 
LAMINAÇÃO PLANA DE ROSCAS
Laminação
EXEMPLO DE LAMINAÇÃO NÃO-CONVENCIONAL: 
LAMINAÇÃO DE ROSCAS COM ROLOS
Laminação
EXEMPLO DE LAMINAÇÃO NÃO-CONVENCIONAL: 
LAMINAÇÃO DE ROSCAS COM SEGMENTOS
Laminação
Vantagens da laminação de roscas em comparação com a usinagem:
-. alta precisãoe produtividade (ex.: 90 000 peças /h para roscas M5)
-. superfície lisa e uniforme da rosca laminada
-. aumento da resistência do flanco da rosca
--. aumento da resistência a fadiga
- . redução da sensibilidade ao entalhe
- . economia de material, uma vez que as dimensões iniciais são menores 
que as dimensões desejadas para o diâmetro externo da rosca.
Pré-condição para um aumento nítido da resistência mecânica é contudo 
um tratamento térmico adequado de beneficiamento (tempera + revenido) 
antes do processo de laminação.
Laminação
Defeitos nos produtos Laminados
Os produtos laminados podem apresentar defeitos que geralmente são
originados na fabricação do próprio lingote. Os defeitos mais comuns dos
produtos laminados são:
A) Vazios - Podem ter origem de rechupes ou gases retidos durante a solidificação 
do lingote. Eles causam tanto defeito na superfície quanto redução 
da resistência mecânica do produto;
B) Gotas frias - São respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteiras
durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e 
permanecem no material até o produto acabado na forma de 
defeitos na superfície;
C) Trincas - Aparecem no próprio lingote ou durante as operações de redução que 
acontecem em temperaturas inadequadas;
Laminação
Defeitos nos produtos Laminados
D) Dobras - São provenientes de reduções excessivas no qual um excesso de 
massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no 
passe seguinte;
E) 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;
F) Segregações - Acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes 
mais quentes do lingote, as últimas a se solidificarem. Elas podem 
acarretar heterogeneidades nas propriedades, além de fragilização 
e enfraquecimento de seções dos produtos laminados.
Além disso, o produto pode ficar empenado, retorcido, ou fora de seção, em 
consequência de deficiências no equipamento, e nas condições de temperatura 
sem uniformidade ao longo do processo.
Laminação
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Laminação
Laminação
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• Bibliografia
– Fundamento da Conformação Mecãnica dos Metais, Paulo R. Cetlin e Horácio Helman, 
São Paulo, Artliber Editora, 2ª edição, 2005.
– Laminação; material didático disponivel no site CIMM - Centro de Informação Metal 
Mecânica em http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico , acesso em 27/05/12. 
– Apostila Introdução à Manufatura Mecânica , Prof. Dr. G. F. Batalha
– Apostila Processos de Fabricação, Conformação Mecânica I – Generalidades, 
Laminação e Forjamento, Norberto Moro e André Paegle Auras, Florianópolis – SC, 
Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina.
– Metalurgia Mecânica, George E. Dieter, Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro - RJ, 2ª 
edição, 1976;
– Laminação, Marcelo Lucas Machado ; material didático disponível em 
ftp://ftp.cefetes.br/Cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Conformac
ao/Apres_Laminacao.pdf acesso em 27/05/12
Laminação
• Bibliografia
– Laminação_2007, material sobre laminação disponível na internet, 
vivianedorneles.files.wordpress.com/2009/07/laminacao-2007.ppt , acesso em 
27/05/12.
– Material sobre laminação disponível em 
http://www.joinville.ifsc.edu.br/~valterv/Tecnologia%20de%20Fabrica%C3%A7%C3%A3
oTFA/Aula%205%20_%20Lamina%C3%A7%C3%A3o.pdf acesso em 27/05/12. 
– Análise de defeitos superficiais com origem no processo de laminação de aços especiais 
para a cadeia automotiva e implementação de soluções, Márcio Costa Viana, 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Minas, Metalúrgica e de Materiais. Disponível em
http://hdl.handle.net/10183/25048 acesso em 27/05/12.