Aula - Conformação mecânica - Forjamento e trefilação

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Manufatura Mecânica Usinagem e 
Conformação
Professor: Rogério Carlos O. Fernandes
• Engenheiro Industrial Mecânico – PUCMG
• Especialista em Gerenciamento de Projetos– FGV
• Mestre em Engenharia Metalúrgica e de Minas– UFMG
Aula 7 : Conformação mecânica: Forjamento e 
trefilação
Conteúdo Programático
 Introdução ao forjamento;
 Histórico do processo;
 Forças atuantes e matrizes de forjamento;
 Contração do metal e canais de rebarbas;
 Tipos de forjamento;
 Operações básicas de forjamento simples;
 Forjamento a quente, a morno e a frio;
 Forjamento em matriz aberta – Livre;
 Forjamento em matriz fechada;
 Máquinas de forjamento;
 Classificação do material forjado;
 Defeitos típicos em produtos forjados
 Questões dialogadas e filme ilustrativo.
Prof. Rogério Carlos O. Fernandes
Manufatura Mecânica Usinagem e 
conformação
Prof. Rogério Carlos O. Fernandes
Conformação por Forjamento
Introdução
 Forjamento é um dos processos de conformação mecânica de 
compressão direta, no qual a forma final da peça é obtida através 
de uma solicitação externa de compressão diretamente na 
matriz onde estará o perfil desejado. 
Neste processo, a peça é comprimida
pela ferramenta matriz de modo que
sua geometria seja transmitida à
peça, formando o perfil desejado.
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Conformação por Forjamento
Introdução
 O forjamento é o processo de conformação mecânica, dando forma 
ao produto através da prensagem ou martelamento. Podendo ser 
forjamento livre, através de golpes rápidos, ou pela prensagem
através das prensas em velocidades lentas em matrizes aberta ou 
fechada. 
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Conformação por Forjamento
Introdução
 Este processo é empregado para produzir peças de diferentes 
tamanhos e formas, constituído de materiais variados (ferrosos e não 
ferrosos). 
 As peças típicas que são produzidas na atualidade são: eixo 
manivelas, bielas, discos de turbinas, engrenagens, rodas, cabeças de 
parafusos, esferas, ferramentas manuais e uma grande variedade de 
componentes estruturais para máquinas operatrizes e equipamentos 
de transporte.
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Conformação por Forjamento
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Conformação por Forjamento e Estampagem
Histórico
 É considerado um dos mais antigos
processos de conformação existentes,
surgindo séculos antes de Cristo, nas
atividades realizadas por artesãos e
ferreiros.
 Nesta época, consistia em um trabalho
manual, sem a tecnologia de
construção de matrizes, mas com os
princípios de compressão direta
realizados pela ação dos seus
martelos.
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Conformação por Forjamento e Estampagem
Histórico
 A modernização desse processo
aconteceu durante a Revolução
Industrial, com a criação das
primeiras máquinas.
 Atualmente, a produção é feita com
vários tipos de equipamentos e em
diferentes níveis de automação.
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Conformação por Forjamento e Estampagem
Histórico
 As forjarias produzem vários tipos de peças para as indústrias 
automotivas e também diversos setores, como cutearia, instrumentos 
cirúrgicos, eletro-ferragens, ferramentas manuais etc.
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Forças atuantes e matrizes de forjamento
 No processo de forjamento, a força é
aplicada perpendicularmente ao
escoamento do material, sendo que,
neste processo, haverá uma relação
direta entre a ferramenta matriz e a
peça.
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Forças atuantes e matrizes de forjamento
 Os fatores principais que influenciam a carga necessária são 
influenciados:
• Pela tensão de deformação do material;
• Pelo tamanho da peça;
• Temperatura do processo. 
Grandes deformações são direcionadas para processos a quente em função 
da diminuição da resistência à medida que a temperatura aumenta.
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Forças atuantes e matrizes de forjamento
 A força aplicada é distribuída
compressivamente por toda a peça, e
uma reação contrária de mesma
intensidade resultará no
esmagamento da peça durante a
deformação. O material terá um fluxo
perpendicular á medida que a
compressão do material for
acontecendo.
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Matrizes de forjamento
 As matrizes de forjamento normalmente possuem várias cavidades 
de impressão, sendo uma para cada etapa de processamento do 
produto por forjamento.
 As matrizes de forjamento são submetidas a altas tensões de 
compressão, a altas solicitações térmicas e ainda a choque mecânico.
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Matrizes de forjamento
 Devido a grandes solicitações, são requeridas as seguintes 
características dos materiais para matrizes:
• Alta dureza;
• Boa tenacidade;
• Boa resistência à fadiga;
• Alta resistência mecânica a quente;
• Alta resistência ao desgaste.
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Matrizes de forjamento
 Os materiais para matrizes precisam ser bem selecionadas, a fim de 
suportarem elevadas tensões que surgem no momento da 
deformação. As propriedades fundamentais são:
 Tenacidade;
 Resistencia ao desgaste;
 Resistência à fadiga;
 Sustentação da dureza a quente.
Existem aços específicos desenvolvidos com elementos de liga, como a 
liga cromo vanádio, molibdênio e tungstênio. Estas ligas proporcionam 
as propriedades citadas acima, além de boa usinabilidade para facilitar 
construção das matrizes. 
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Matrizes de forjamento
 A construção simplificada dos processos de fabricação de matrizes 
são: Usinagem do contorno, desbaste das gravuras, tratamentos 
térmicos, acabamento das gravuras por eletroerosão ou usinagem de 
alta velocidade.
 As gravuras das matrizes de forjamentos sã regiões onde estão as 
geometrias das peças a serem produzidas e terão uma vida útil 
limitada pelas tolerância dimensionais especificadas conforme projeto.
 Após os produtos forjados atingirem a tolerância máxima, as matrizes 
serão submetidas ao retrabalho que é remoção da gravura 
desgastada e usinagem de uma nova, preservando o bloco.
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Contração do metal e canais de rebarbas
 O efeito de contração do metal a ser forjado e os canais de
rebarbas são fatores determinantes para o projeto das matrizes
de forjamento, sendo que eles fazem parte da análise para
determinação da geometria a ser feita nas cavidades por onde o
material irá escorrer até que o perfil desejado seja preenchido.
 Quando o forjamento for a quente, durante o aquecimento do
material, teremos um aumento de suas dimensões e volume
devido à ocorrência da dilatação térmica.
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Contração do metal e canais de rebarbas
 A matriz encontra o material aquecido e, após a peça sair da
cavidade, iniciará o seu resfriamento e também um processo de
contração do material ao longo do resfriamento, sendo que as
suas dimensões e o seu volume seguem diminuindo até que se
atinja a temperatura ambiente.
 Desta forma, a contração será responsável pelas diferenças de
medidas entre a cavidade e a peça resfriada.
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Contração do metal e canais de rebarbas
 Quanto maior a temperatura, maior será o fator de contração a
ser considerado.
 O valor do fator de contração varia em função do coeficiente de
dilatação térmica do material e este será a base para os
cálculos dimensionais para o projeto das cavidades.
 Os canais de rebarbas são posicionados nos contornos das
cavidades nas matrizes com a finalidadede absorverem o
material, retendo o escoamento para que haja tempo do perfil
ser adequadamente preenchido.
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Tipos de forjamentos
 Os forjamentos são aplicados nas três formas: a quente, a morno e a 
frio.
 Quanto maior a temperatura de forjamento, menores são os esforços 
de deformação , porém, em temperaturas maiores, aumenta também 
a dilatação do material e, em decorrência desse efeito, as ferramentas 
devem ser projetadas levando em consideração as contrações das 
peças quando voltarem para a temperatura ambiente.
 Assim, os forjamentos a frio também possuem uma maior precisão 
dimensional devido a não estarem sujeitos a variações dimensionais 
em função da temperatura do processo.
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Operações básicas de forjamento simples
 Corte da Matéria Prima : serra, disco abrasivo, cisalhamento, 
chama, etc.;
 Aquecimento : feito em fornos a óleo, gás, elétricos, etc, a uma 
temperatura adequada para facilitar a deformação;
 Conformação : pode ser feita em mais de uma operação - algumas 
preparatórias - usando-se forjamento aberto ou em matrizes 
fechadas;
 Rebarbamento : remoção do material que normalmente fica em 
excesso na peça;
 Acabamento : limpeza e tratamento térmico.
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Operações básicas de forjamento simples
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Forjamento a quente
 Os processos a quente ocorrem quando a temperatura homóloga está 
acima de 0,5 e, assim, a temperatura de trabalho estará acima da 
temperatura de recristalização do material.
 Desta forma, durante o resfriamento, o material terá o tempo de 
recuperar sua estrutura original, obtendo-se peças com menores 
durezas finais e livres de tensões residuais.
 Em algumas aplicações, são usadas caixas fechadas para 
recebimento das peças, a fim de provocar um resfriamento ainda mais 
lento com a retenção do calor por mais tempo.
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Forjamento a quente
 Neste processo ocorre a deformação plástica , empregando o menor 
esforço mecânico quando comparado com o processo a frio. A estrutura 
do metal é refinada, melhora a tenacidade, elimina a porosidade. 
Entretanto, a desvantagem deste processo é: exige ferramental com boa 
resistência ao calor, o que pode afetar o custo da operação. Pode correr a 
oxidação e formação de casca de óxidos.
 Essa perda de material, por formação de óxido, precisa ser considerada 
no peso do tarugo ou blanque a ser cortado, aumentando o custo da 
matéria-prima envolvida.
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Forjamento a quente
 O forjamento a quente tem a necessidade de processos posteriores 
para o acabamento, pois os produtos têm a tendência de 
apresentarem carepas na superfície, arestas laterais devido ao 
corte das rebarbas, além de imprecisão das medidas devido à 
influência das variações de temperatura e contrações do material.
Para reduzir o problema das carepas superficiais e variações da temperatura de
forjamento, foram desenvolvidos fornos de aquecimento por indução, nos quais o
processo envolve a transferência de energia eletromagnética e térmica, melhor o
controle de temperatura e maior precisão além, da vantagem adicional de
implementação de automação no processo.
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Forjamento a morno
 O forjamento a morno é realizado com temperaturas bem inferiores 
em relação aos processos a quente.
 Esse processo utiliza forças muito superiores ao forjamento a quente.
 Entre as vantagens, destaca-se a não formação de carepas, além do 
melhor controle dimensional devido ao fato de as contrações por 
dilatação serem menores. 
 Os equipamentos utilizados nesse processo possuem grande 
robustez e, normalmente, estão agregados a sistemas de alimentação 
automática para alcançarem altos valores de produtividade.
No trabalho a morno ocorre uma recuperação parcial da ductilidade do
material e a tensão de conformação situa-se numa faixa intermediária
entre o trabalho a frio e a quente. No trabalho a morno não se formam
novos grãos, ou seja, não há recristalização.
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Forjamento a frio
 É o forjamento realizado à temperatura ambiente.
 Esse processo proporciona a produção de peças com grande 
precisão e geometrias complexas, sendo, portanto, possível a 
fabricação de peças acabadas ou com pouco sobre metal, 
conseguindo uma economia significativa na matéria-prima necessária.
 Para que não haja problemas de trincas ou rompimento do material, o 
processo precisa ser feito abaixo da tensão de ruptura. 
 Assim, para ser possível o forjamento a frio, o material precisa ter uma 
certa ductilidade na temperatura ambiente e proporcionar um 
processo desta natureza a frio sem ocorrências indesejáveis.
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Forjamento a frio
 Neste processo ocorre a deformação plástica aparecendo o 
encruamento do material. Aumentando sua resistência mecânica , 
dimensões dentro de tolerâncias estreitas e melhor acabamento 
superficial.
 Em alguns casos, em função do encruamento, aproveita-se o 
aumento da dureza superficial para eliminar a necessidade de 
tratamentos térmicos posteriores, isto porque a peça pode passar a 
ter uma resistência mecânica satisfatória de acordo com a sua 
aplicação.
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Forjamento matriz aberta - livre
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Forjamento matriz aberta - livre
 São forjamentos realizados com matrizes simples e planas, que não 
se tocam normalmente.
 O equipamento mais usado é chamado de martelete, o qual funciona 
com batidas em modo contínuo toda vez que é acionado. Trata-se de 
um processo extremamente manual e dependente da habilidade do 
operador, que muda a peça de posição a cada batida.
 São aplicados para gerar formas simples e também para chamado 
pré-forjamento de blanques, que são estirados por esse processo 
para distribuir o material de acordo com o perfil que será forjado.
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Forjamento matriz aberta - livre
 A peça é posicionada sobre uma bigorna ou matriz aberta. Depois 
recebe golpes de martelo ou pressão de um pistão hidráulico.
 Este processo é usado geralmente para grandes peças ou quando o 
número a ser produzido é pequeno, não compensando a confecção 
de matrizes caras.
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Forjamento matriz aberta - livre
As operações básicas do forjamento livre são:
 Recalque ( o material escoa no sentido transversal da peça);
 Estiramento (devido as pancadas sucessivas, o material escoa na 
direção do eixo da peça, alongando-a);
 Alargamento ( de forma simultânea, ocorre uma expansão 
perpendicular ao eixo).
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Desenho esquemático de forjamento livre
A figura ilustra um processo de estiramento da ponta de uma peça 
através de sucessivas batidas entre matrizes de formas planas.
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Forjamento em matriz fechada
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Forjamento em matriz fechada
 É o tipo de forjamento em que se pode obter peças mais complexas e 
tolerâncias mais apertadas, as quais não podem ser obtidas com o 
forjamento livre. 
 Um dos métodos mais utilizados é a obtenção de perfis divididos entres 
as matrizes superiores e inferiores. 
 Os produtos forjados são conformados no fechamento das duas partes. 
Neste caso, são previstos os setores de rebarba para a absorção 
do material excedente. 
 Para o emprego deste tipo de forjamento, exige-se que se tenha uma 
alta produção para justificar o custo elevado.
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Forjamento em matriz fechada
 Nos casos em que o forjamento é realizado em uma cavidade 
totalmente fechada, sem zona de escape do material, será muito 
importante a precisão da quantidade de material a conformar, pois a 
falta de massa será responsável por falhas de preenchimento do perfil, 
e o excesso de material pode ser ainda mais grave, causando 
sobrecarga no ferramental, que pode ser danificado.
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Etapas de fechamento das matrizes
A figura mostra uma
sequência de fechamento
de matrizes durante um
forjamento, no qual o
material atinge a região de
rebarba no final do
fechamento, mostrado pelas
figuras (e) e (f).
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Forjamento em matriz fechada
Sequencia de forjamento
A figura mostra uma sequência de etapas para o forjamento e corte de 
rebarba. Observa-se que formas mais complexas não são possíveis de 
se obter em um único estágio.
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Forjamento em matriz fechada
Sequencia de forjamento
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Forjamento em matriz fechada
Para pecas não demasiadamente complexas são aplicadas as seguintes 
etapas de trabalho.
1) corte - etapa não necessária para o forjamento de barras, o corte de 
tarugos pode ser feito por cisalhamento ou serramento;
2) aquecimento - realizado em fornos (para forjamento a quente);
3) forjamento intermediário ( pré-conformação mediante operações de 
forjamento livre) e, realizado somente quando se torna difícil a 
conformação em uma só etapa, sendo que, normalmente, as operações 
intermediarias são de dobramento ou de esboçamento da secção 
transversal;
4) Forjamento final - e feito em matriz, já com as dimensões finais da 
peca (uma ou mais etapas;
5) Rebarbação (remoção do material que normalmente fica em excesso 
na peça);
6) Tratamentos térmicos (recozimento ou normalização);
7) tratamentos superficiais posteriores.
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Máquinas de forjamento
Os equipamentos de forjamento podem ser classificados, de acordo com 
principio de operação, em: martelos e prensas de forjamento. Com o 
martelo de forjamento, podem ser forjadas grandes variedades de formas e 
tamanhos de peca. E possível girar a peca entre golpes sucessivos, coloca-
la em diferentes cavidades e cortar a forma final com pequenas perdas de 
material. Normalmente uma peca e forjada com varias pancadas repetidas. 
Um martelo de forjamento, dependendo de seu tamanho e capacidade, 
pode aplicar de 60 a 150 pancadas por minuto.
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Máquinas de forjamento
Os equipamentos de forjamento podem ser classificados, de acordo com 
principio de operação, em: martelos e prensas de forjamento. 
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Martelos de forjamento
Martelo hidráulico
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Martelos de forjamento
 Com o martelo de forjamento, podem ser forjadas grandes variedades 
de formas e tamanhos de peca. E possível girar a peca entre golpes 
sucessivos, coloca-la em diferentes cavidades e cortar a forma final 
com pequenas perdas de material. Normalmente uma peca e forjada 
com varias pancadas repetidas. Um martelo de forjamento, 
dependendo de seu tamanho e capacidade, pode aplicar de 60 a 150 
pancadas por minuto.
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Martelos de forjamento
 São equipamentos muito utilizados devido a altas capacidades de 
deformação aliadas a grandes velocidades. 
 Como princípio básico, temos o conceito de queda livre, no qual uma 
massa é liberada e em seguida, para uma queda que proporcionará 
uma grande força de impacto na batida final. 
 A parte móvel sujeita à queda livre é, normalmente chamada de 
“malho”, sendo portanto, que a capacidade do martelo de 
forjamento é definida pelo peso deste malho e pela altura máxima de 
queda, pois serão os responsáveis pela energia potencial do sistema, 
a qual será determinante para a velocidade final no momento da 
batida.
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Martelos de forjamento
 O sistema de elevação do malho é, geralmente, acionado pelo 
operador através de um pedal. Portanto, as mãos do operador ficam 
livres para a manipulação da peça a ser forjada.
 São necessárias pessoas altamente treinadas para operar esse tipo 
de equipamento, em função do alto risco de exposição e proximidade 
da zona de impacto
 Os sistemas de elevação do malho são muito variados, sendo que ele 
pode ser erguido por pistões pneumáticos ou hidráulicos fixados no 
seu topo, ou ainda através de correias ou pranchas para erguerem os 
seus pesos. 
 Os hidráulicos possuem altas velocidades de subidas e maior 
eficiência por possuirem elevadas pressões de trabalho.
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Martelos de forjamento
 As matrizes superiores são fixadas nos malhos, e as inferiores, em 
uma base. 
 Para absorver a energia de impacto, são necessários robustos 
sistemas de amortecimentos na base em que são apoiados os 
martelos, a fim de eliminar problemas de vibração nos pisos durante 
as batidas necessárias para o forjamento.
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Prensas de forjamento
 São utilizadas, basicamente, prensas mecânicas ou hidráulicas. 
 As hidráulicas são máquinas de velocidades baixas e limitadas 
capacidades de cargas, a velocidade tem possibilidade de regulagem 
e o sistema produz fora constante em todo o curso. 
 As velocidades baixas resultam em longos tempos de ciclos, o que 
pode levar a problemas de perda de calor durante o processo. 
 A capacidade de carga varia em função da área do cilindro e da 
pressão máxima do sistema.
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Prensas de forjamento
 As prensas mecânicas, temos as de fricção ou de fuso, nas quais o 
sistema de acionamento é realizado com uma associação entre a 
porca e parafuso. 
 A descida da massa desenvolve uma grande energia cinética que 
será a responsável por executar o forjamento.
 Um ponto importante a ser observado é a alta taxa de risco envolvida, 
o sistema não tem parada até que aconteça o choque entre as 
matrizes.
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Prensas de forjamento
 O tipo de prensa mais indicado para o processo de forjamento são as 
excêntricas, que apresentam um sistema de acionamento mais 
preparado para aplicar as forças de impacto.
 Como são necessárias fortes batidas, o sistema precisa ser projetado 
para essa condição.
 Essas prensas possuem estruturas compactas e extremamente 
rígidas, com longas guias para os martelos. 
 Como vantagens de utilização, temos a questão de segurança, pois, 
são equipamentos que permitem paradas ao longo de seu curso, 
assim proporcionam sistemas seguros com a eliminação dos riscos 
dos operadores.
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Prensas de forjamento
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Classificação do material forjado
 A classificação destes produtos pode se dar em função do processo a 
que foi submetido e da qualidade, particularmente dimensional, do 
produto acabado. Assim sendo, podem ser:
• Forjados em matriz aberta e forjados em matriz fechada;
• Forjados em martelos, forjados em maquinas forjadoras;
• Forjados a quente ou a frio;
• Forjados de diferentes níveis de precisão dimensional, de acordo 
com normas internacionais convencionais.
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Defeitos típicos em produtos forjados
Os produtos forjados podem apresentar os seguintes defeitos típicos: 
1. Falta de redução: caracteriza-se pela penetração incompleta do metal 
na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontecequando são usados golpes rápidos e leves do martelo. 
2. Trincas superficiais: causadas por trabalho excessivo na periferia da 
peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente. 
3. Trincas internas: originam-se no interior da peça, como consequência 
de tensões originadas por grandes deformações. 
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Defeitos típicos em produtos forjados
4.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. 
5. Incrustrações de óxidos: causadas pela camada de óxidos que se 
formam durante o aquecimento. Essas incrustrações normalmente se 
desprendem mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças. 
6. Descarbonetação: caracteriza-se pela perda de carbono na superfície 
do aço, causada pelo aquecimento do metal. 
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Questões dialogadas com alunos
1 - Forjamento é um dos processos de conformação mecânica de compressão direta, no 
qual a forma final da peça é obtida através de uma solicitação externa de compressão 
diretamente na matriz onde estará o perfil desejado. Sobre as características do 
processo, pode-se afirmar que somente está correta a seguinte alternativa:
a) É um processo onde não se aplica uma deformação plástica ao material.
b) No forjamento, a temperatura de fusão do material é o fator mais importante no 
processo.
c) É um processo de conformação que, por meio de esforços compressivos, o material 
adquire a forma das ferramentas conformadoras.
d) No forjamento em matriz fechada, o material é colocado entre matrizes planas ou de 
formato simples, que normalmente não se tocam.
e) É um processo que se caracteriza pela remoção de material pela rebarbação.
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Questões dialogadas com alunos
1 - Forjamento é um dos processos de conformação mecânica de compressão direta, no 
qual a forma final da peça é obtida através de uma solicitação externa de compressão 
diretamente na matriz onde estará o perfil desejado. Sobre as características do 
processo, pode-se afirmar que somente está correta a seguinte alternativa:
a) É um processo onde não se aplica uma deformação plástica ao material.
b) No forjamento, a temperatura de fusão do material é o fator mais importante no 
processo.
c) É um processo de conformação que, por meio de esforços compressivos, o material 
adquire a forma das ferramentas conformadoras.
d) No forjamento em matriz fechada, o material é colocado entre matrizes planas ou de 
formato simples, que normalmente não se tocam.
e) É um processo que se caracteriza pela remoção de material pela rebarbação.
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Questões dialogadas com alunos
2 – Marque a alternativa que apresenta a ordem CORRETA das etapas de 
um processo típico de forjamento é:
a) Aquecimento, corte, forjamento livre ou forjamento em matriz, rebarbação
e tratamento térmico.
b) Tratamento térmico, corte, aquecimento, forjamento livre ou forjamento 
em matriz, rebarbação.
c) Tratamento térmico, corte, forjamento livre ou forjamento em matriz, 
aquecimento e rebarbação.
d) Aquecimento, forjamento livre ou forjamento em matriz, corte, rebarbação
e tratamento térmico.
e) Corte, aquecimento, forjamento livre ou forjamento em matriz, rebarbação
e tratamento térmico.
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Questões dialogadas com alunos
2 – Marque a alternativa que apresenta a ordem CORRETA das etapas de 
um processo típico de forjamento é:
a) Aquecimento, corte, forjamento livre ou forjamento em matriz, rebarbação
e tratamento térmico.
b) Tratamento térmico, corte, aquecimento, forjamento livre ou forjamento 
em matriz, rebarbação.
c) Tratamento térmico, corte, forjamento livre ou forjamento em matriz, 
aquecimento e rebarbação.
d) Aquecimento, forjamento livre ou forjamento em matriz, corte, rebarbação
e tratamento térmico.
e) Corte, aquecimento, forjamento livre ou forjamento em matriz, rebarbação
e tratamento térmico.
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Questões dialogadas com alunos
3 – As matrizes de forjamento normalmente possuem várias cavidades de impressão, 
sendo uma para cada etapa de processamento do produto por forjamento. Elas são
submetidas a altas tensões de compressão, a altas solicitações térmicas e ainda a 
choque mecânico. 
São propriedades mecânicas necessárias para as matrizes de forjamento, exceto:
a) Boa tenacidade;
b) Boa resistência à fadiga;
c) Alta dureza;
d) Boa ductilidade;
e) Alta resistência ao desgaste.
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Questões dialogadas com alunos
3 – As matrizes de forjamento normalmente possuem várias cavidades de impressão, 
sendo uma para cada etapa de processamento do produto por forjamento. Elas são
submetidas a altas tensões de compressão, a altas solicitações térmicas e ainda a 
choque mecânico. 
São propriedades mecânicas necessárias para as matrizes de forjamento, exceto:
a) Boa tenacidade;
b) Boa resistência à fadiga;
c) Alta dureza;
d) Boa ductilidade;
e) Alta resistência ao desgaste.
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Conformação por Trefilação
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Conformação por trefilação
Introdução
 Processo em que se obtêm produtos com seções de geometrias 
diversas pela tração desses produtos por uma matriz que define o 
perfil do trefilado.
 Comumente realizado a frio Encruamento.
 Pequenas reduções de seção por passe;
 Excelente qualidade superficial e dimensional;
 Propriedades mecânicas controladas;
Recozimento intermediário necessário quando a queda de dutilidade
associada ao aumento da resistência provoca a queda de
conformabilidade.
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Conformação por trefilação
Prof. Rogério Carlos O. Fernandes
Conformação por trefilação
 Matéria Prima: Barras e tubos extrudados (não-ferrosos) ou 
laminados (ferrosos e não-ferrosos), decapados e limpos, com 
qualidade superficial controlada e recozidos.
 Produtos: Arames, fios finos, barras, perfis diversos e tubos.
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Conformação por trefilação
 Mecânica da trefilação.
 Lubrificantes/refrigerantes
 Atrito entre a matriz e material a trefilar
 Esforços predominantes de compressão indireta.
 Velocidade de trefilação: 10 m/s para fios de aço, 20 m/s para fios de 
cobre
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Conformação por trefilação
 Geometria da ferramenta 
• Cone de entrada
• Cone de trabalho
• Região de calibração
• Cone de saída
Mecânica da trefilação
 Materiais para ferramentas:
• Diamante: para fios com diâmetros menores que 2 mm
• Metal duro: para fios maiores que 2 mm 
Núcleos encarcaçados em suportes de aço
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Conformação por trefilação
Máquinas de trefilar
 Com deslizamento
• Para fios de diâmetros pequenos
• O deslizamento dá-se no anel tirante
• Máquinas cônicas de trefilar com deslizamento
 Sem deslizamento
• Para arames, em que o anel tirante faz também o papel de 
acumulador do produto trefilado
• Máquinas contínuas, com passes em linha
 Para tubos e barras de comprimento limitado
• Tração é efetuada por cabeçote móvel 
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Máquina de trefilar com deslizamento
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Máquina de trefilar sem deslizamento
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Máquina de trefilar barras e tubos de comprimento 
limitado
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Trefilação de tubos
 A trefilação de produtosocos ou tubos é destinada a reduções de 
diâmetros e paredes de perfil. 
 Os tubos brutos existentes como matérias-primas para esse processo 
são divididas em duas categorias:
• com costura (feitos a partir de tiras dobradas em forma cilíndricas e 
soldadas na funta);
• Sem costura (são obtidos por extrusão ou através de usinagem).
• A trefilação será responsável pelas operações de acabamento para 
a obtenção de tubos com diâmetros menores e paredes finas.
Os materiais mais usados nesse processo são tubos de latão, alumínio, 
aços inox, entre outros.
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Processos utilizados na trefilação de tubos
 Trefilação sem mandril: o tubo pode ser puxado através da matriz sem 
a existência de um guia interno.
• O grau de deformação aplicado será menor em relação aos outros 
que possuem elementos internos e a função de melhorar o controle 
do diâmetro interno e a espessura das paredes.
 Trefilação com mandril flutuante ou com mandril fixo: A trefilação 
com guias internos proporciona graus de redução mais acentuados e 
são utilizados como mandril passante, que pode ser flutuante ou fixa.
A redução de área em processos que usam somente as matrizes 
atingem, no máximo 30%. Já os processo com mandril passante podem 
chegar a reduções de áreas na casa dos 45%, com menores cargas de 
trefilação, além de ser possível produção de tubos mais longos.
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Trefilação de tubos
Fim da Aula
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Questões dialogadas com alunos
1 - Na estampagem, além das prensas, são usadas ferramentas especiais
chamadas estampos. Essas ferramentas são classificadas de acordo
com o tipo de operação a ser executada. Assim, temos: Ferramentas
para corte, ferramentas para dobramento e ferramentas para
estampagem profunda. Os estampos de repuxo são formados
basicamente por:
a) ( ) Punção e prensa-chapas;
b) ( ) Extrator e martelo;
c) ( ) Extrator e prensa-chapas;
d) ( ) Prensa e matriz.
e) ( ) Punção e matriz
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Questões dialogadas com alunos
1 – Identifique qual processo de fabricação corresponde com o seguinte
texto: “ o tarugo é colocado em uma câmara e impelido através da matriz,
por ação de um êmbolo”.
a) ( ) Extrusão direta;
b) ( ) Extrusão indireta;
c) ( ) Extrusão hidrostática;
d) ( ) Extrusão inversa;
e) ( ) Extrusão de alta lubricidade.
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Questões dialogadas com alunos
1 – Identifique qual processo de fabricação corresponde com o seguinte
texto: “ o tarugo é colocado em uma câmara e impelido através da matriz,
por ação de um êmbolo”.
a) (x) Extrusão direta;
b) ( ) Extrusão indireta;
c) ( ) Extrusão hidrostática;
d) ( ) Extrusão inversa;
e) ( ) Extrusão de alta lubricidade.
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Questões dialogadas com alunos
( ) Zona de redução (ângulo α de
abordagem ou ângulo da matriz);
( ) Zona de saída;
( ) Zona de acabamento;
( ) Zona de entrada.
1 - Enumere a segunda coluna conforme as seguintes partes da fieira 
indicadas na figura.
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Questões dialogadas com alunos
( 2 ) Zona de redução (ângulo α de
abordagem ou ângulo da matriz);
( 4 ) Zona de saída;
( 3 ) Zona de acabamento;
( 1 ) Zona de entrada.
1 - Enumere a segunda coluna conforme as seguintes partes da fieira 
indicadas na figura.
Fim da Aula
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