Laminação do latão

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
BACHARELADO EM CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS
ANETE MARIA ARAUJO VIEIRA
CAMILA DA CUNHA HONORATO
KAIO SALES RIBEIRO DE AZEVEDO
LAMINAÇÃO DO LATÃO
CRUZ DAS ALMAS – BAHIA
2019
ANETE MARIA ARAUJO VIERIA
CAMILA DA CUNHA HONORATO
KAIO SALES RIBEIRO DE AZEVEDO
LAMINAÇÃO DO LATÃO
Trabalho apresentado a Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, como requisito da unidade curricular Fabricação Mecânica, do curso Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas, solicitado pelo Prof. Adelson Ribeiro de Almeida Junior. 
 
CRUZ DAS ALMAS – BAHIA
2019
Latão 
Latão é uma liga metálica formada pela união de cobre (Cu) e zinco (Zn), nos quais, mais de 50% contém cobre e entre 5% a 45% inclui zinco no total da liga. Outros metais podem ser adicionados como o alumínio (Al), estanho (Sn), chumbo (Pb) e arsênio (As), com isso, altera a propriedade da liga aprimorando algumas características dessa ligação.
	O ponto de fusão do latão depende da quantidade de zinco contido na liga, ou seja, quanto mais zinco tiver o latão, mais baixo seu ponto de fusão. No geral o ponto de fusão está entre 900ºC a 940ºC. Além disso, é um material bastante maleável, resistente a impactos, dúctil e um bom condutor de energia térmica e energia elétrica. Por adquirir estes aspectos o latão pode ser fundido, forjado, laminado e estirado a frio. 
	O latão pode ser aplicado para várias áreas industriais, por exemplo, na fabricação de armas, cartuchos de munição, núcleos de radiadores, instrumentos musicais, aparelhos cirúrgicos, joias e bijuterias, moedas, rodas para carros, dentre outros.
Figura 1 – curva tensão x deformação do latão.
Fonte: (USP, 2005).
A resistência do latão é de acordo com a porcentagem de componente inserido na liga, um aumento no teor de zinco, pode-se elevar as propriedades de resistência mecânica da liga. As ligas de latão sofrem grandes deformações antes da ruptura, portanto, são de natureza dúctil. 
Tabela 1 – Propriedades típicas nos materiais de amostras no ensaio de tração. 
Disponível em: <http://cbecimat.com.br/anais/PDF/IIIs20-002.pdf>
Como já dito acima, as propriedades mecânicas do latão variam de acordo com o componente inserido na liga, a tabela 1 fornece a tensão de escoamento (). 
A laminação consiste na redução da seção transversal através da compressão do metal, na passagem entre dois cilindros com eixos paralelos que giram em torno de si, que se distanciam a uma distância menor que o valor da espessura da peça a ser deformada. 
O processo de laminação no latão é a frio, havendo a redução da seção transversal e depois o tratamento térmico. A laminação a frio tem um alto rendimento e nenhum revestimento é danificado. Ocorre após a laminação a quente, que esta é a primeira etapa de um processo de laminação, feita no laminador primário de desbaste, que então recebe o lingote e transforma-os em produtos semiacabados e que ainda receberão outros laminadores para serem moldados conforme cada uso. Então após a laminação a quente, os materiais recebem a laminação a frio, sendo assim, o latão passa pelo processo de conformação complementar, produzindo, por exemplo, chapas com melhores tolerâncias dimensionais e também, com as propriedades mecânicas que melhor se adequam ao seu destino de uso. 
Equação de Hollomon 
A deformação não é uma grandeza de estado, mas no ensaio de tração uniaxial, tentou-se expressar analiticamente com exatidão a deformação que um material é submetido. Uma dessas expressões é a Equação de Hollomon: 
(Equação 1)
Onde: é a tensão de escoamento após uma deformação definida pela expressão; 
 é o coeficiente de resistência do material; 
 é a deformação; 
 coeficiente de encruamento do material. 
A Equação de Hollomon molda a forma da curva tensão-deformação no regime plástico.
O coeficiente de encruamento através da equação 1, indica que pode indicar uma medida da ductilidade também, pois ele mostra a deformação verdadeira onde se inicia a estricção do material. 
O coeficiente de resistência do material quantifica o quanto o material pode suportar.
A tensão de escoamento refere-se à tensão máxima que o material suporta ainda no regime elástico. 
Para o latão, a tabela abaixo refere-se aos valores dos coeficientes de encruamento e também de resistência do material. 
Tabela 2 – coeficiente K e n do latão.
	Metal
	Condição
	Coeficiente de encruamento
	Coeficiente de resistência (MPA)
	Latão 70/30
	Recozido
	0,49
	900
Fonte: (LIMA, 2017).
Exemplo
Considere um processo de laminação a frio de uma chapa de latão. Neste processo é necessário o controle sobre as dimensões mecânicas do produto laminado. Para a liga em questão no estado recozido, vale a relação: 
 (MPa) 
(Equação 2)
Onde é a tensão de escoamento após uma deformação definida pela expressão:
Ɛ = ln 
(Equação 3)
	Considere que a espessura inicial da placa é de 100 mm. 
Estime a tensão de escoamento resultante de uma deformação verdadeira de 30% e também determine a espessura da chapa obtida. 
Descreva um procedimento adequado para que se obtenha um produto final com espessura de 10 mm. Sabendo que a tensão máxima de escoamento possível a ser aplicada é igual a 410MPa. 
Resolução:
Pela equação 1 e dados da tabela 2, pôde-se obter a lei de comportamento do latão, que é dado pela equação 2. 
Temos que: 
Ɛ=30%=0,3
Utilizando a equação 2: 
 MPa
Portanto, a tensão de escoamento resultante de uma deformação verdadeira igual a 30% é de 498,92MPa. 
Utilizando a equação 3 para obter a espessura final, temos que a espessura inicial () é igual a 100mm, então: 
0,3 = ln
Portanto, a tensão espessura da chapa de latão após uma deformação verdadeira igual a 30% é de 74,08mm. 
Temos que a tensão de escoamento máxima é igual a 580MPa. Utilizando a equação 2:
 
 
	No processo, a cada passe a espessura do material irá sofrer uma deformação igual 0,41. 
	A espessura final (é igual a 10mm, utilizando a equação 3: 
Ɛ = ln = 2,30
	Sendo assim, para ir da espessura de 100mm para 10mm, ou seja, do início ao fim do processo, o material deverá sofrer uma deformação igual a 2,30. 
	Calculando quantos passes necessários: 	
Podendo ser, por exemplo, 11 passes de 0,20 e 1 de 0,10 ou vice-versa.
Referências Bibliográficas
CARDOSO, Mayara. Latão - Compostos Químicos. InfoEscola. Disponível em: <https://www.infoescola.com/quimica/latao/>. Acesso em: 19 jul. 2019.
USP (Org.). Comportamento Mecânico dos Materiais. 2005. Escola Politécnica da USP. Disponível em: <http://sites.poli.usp.br/d/pmt2100/Aula07_2005%201p.pdf>. Acesso em: 19 jul. 2019.
LIMA, José Eduardo Salgueiro. Processos de Conformação: Capítulo 2. 2017. ETEP. Disponível em: <https://slideplayer.com.br/slide/11119470/>. Acesso em: 22 jul. 2019.
ABAL (Org.). Laminação. Associação Brasileira do Alumínio. Disponível em: <http://abal.org.br/aluminio/processos-de-producao/laminacao/>. Acesso em: 22 jul. 2019.