Questionário sobre Forjamento

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Tecnologia de Fabricação 1
Prof. Marcos Aurelio
Aluno: Henrique Zogbi Lisanti, 32223, EME
ATIVIDADE RTE 2
1. Como podemos definir o forjamento? 
O forjamento é o processo de transformação dos metais em uma forma útil, através da deformação plástica realizada por prensagem ou martelagem.
2. Qual a aplicação do forjamento? 
Efetuar operações de conformação mecânica sobre um material dúctil, de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho.
3. Como podemos classificar os processos de forjamento? 
Forjamento Livre, em Matriz e Rotativo
4. Qual a diferença entre o forjamento livre e o forjamento em matriz? 
Segundo a DIN 8583 Forjamento livre é conformar por pressão com ferramentas que se movimentam umas contra as outras e que não contêm a forma da peça ou somente a contêm em parte. Já o forjamento em matriz usa blocos de matriz cuidadosamente usinados para produzir peças forjadas com tolerâncias dimensionais bastante precisas. Normalmente, para justificar a utilização dessas matrizes relativamente dispendiosas, esse processo é usado para taxas de produção altas.
5. Qual a aplicação do forjamento livre? 
A moldagem livre é apropriada para a confecção de peças de tamanhos diversos, que devem receber formas simples e lisas com superfícies planas ou uniformemente redondas.
6. Qual a aplicação do forjamento em matriz? 
Esse processo é usado para taxas de produção altas, para produzir peças forjadas com tolerâncias dimensionais bastante precisas
7. Quais as principais características do forjamento livre. 
Técnica de baixo custo pois não exige ferramental especial, Aplicação limitada a peças de forma simples, Tolerâncias dimensionais típicas segundo a DIN 7168 
8. Qual a aplicação da bigorna no forjamento livre? 
elemento de apoio. A bigorna é assentada sobre um bloco de concreto, ferro fundido ou ainda madeira e também se faz uso de diversas ferramentas
9. Cite a denominação de pelo menos três tipos de martelos empregados no forjamento manual. 
Martelo De queda livre, Martelo De duplo efeito, Martelo De contra golpe
10. Cite a denominação de pelo menos três tipos de alicates empregados no forjamento manual. 
Alicate de bico chato, Alicate de bico angular, Alicate de bico redondo.
11. O que é aço damasco? 
 	Antigamente, como não existia aço virgem para a venda em abundancia, os ferreiros utilizavam tudo aquilo que pudessem reciclar (ferraduras, pregos, dobradiças, tramelas, etc) e também o extraído da fonte original do aço, o minério de ferro. Assim, os fundiam num único bloco de aço, num processo tecnicamente chamado de caldeamento, que é a micro fusão de superfície, onde as camadas se fundem em uma só, submetidas a uma pressão e temperatura adequadas. Desta forma, os ferreiros conseguiam “juntar” o aço escasso que conseguissem, num bloco único
12. Quais as características principais do forjamento em matriz quando comprado com o forjamento livre? 
Em geral, na forja em matriz o tarugo é primeiro desbastado e esquadrinhado para ajustar o metal nas posições corretas na matriz para o forjamento subsequente. O tarugo pré-moldado é então colocado na cavidade da matriz de forja em bruto para atingir uma forma próxima à desejada. A maior parte da mudança da forma ocorre quase sempre nessa etapa. Em seguida a peça é transferida para uma matriz de acabamento, onde é forjada para a forma e dimensões finais
13. O que é a rebarba e qual sua finalidade, nos processos de forjamento em matriz? 
Rebarba é o excesso de metal escoa para fora da cavidade. Ela atua como uma "válvula de segurança" para o excesso de metal na cavidade da matriz. A rebarba regula o escape do metal, portanto uma rebarba muito fina aumenta muito a resistência de escoamento do sistema de maneira que a pressão suba para valores bem altos, assegurando que o metal preencha todos os espaços da cavidade da matriz.
14. Explique como varia a carga de forjamento ao longo do curso da matriz nos processos de forjamento em matriz. 
Fonte: Notas de aula EME002
15. Em que situações são indicadas o uso de múltiplas cavidades para o forjamento em matriz? 
Quando há a utilização martelos. Tambem quando em que em um único bloco existem as cavidades para pré-conformação e conformação final. 
16. Como a matéria prima afeta o processo de forjamento? 
A partir da matéria prima se dá todos os cálculos dos parâmetros para o forjamento, incluindo a quantidade á ser utilizada para a confecção da peça, a escolha das forças, com isso os equipamentos à serem utilizados, etc.
17. Cite os principais equipamentos utilizados no processo de forjamento 
Prensas e Martelos
18. Quais são os principais tipos de martelos e quais são as diferenças entre eles. 
Os dois tipos básicos de martelo são: martelo de queda livre com prancha e o martelo de duplo efeito. No martelo de queda com prancha, a matriz superior e a massa cadente são elevadas por rolos de atrito engrenados à prancha, correntes ou outros mecanismos. Quando a prancha é liberada, a massa cadente cai sob a influência da gravidade para produzir a energia da pancada. Uma capacidade maior de forja é atingida com um martelo de duplo efeito no qual o martelo é acelerado no seu curso descendente por pressão de vapor ou ar comprimido em adição à gravidade. O vapor ou ar comprimido podem também serem usados para elevar o martelo no seu curso ascendente.
19. Quais os principais tipos de prensa empregados no forjamento. 
	Prensa em Fuso, Prensa Excêntrica, Prensa Hidráulica. 
20. Quais as principais características de uma prensa de fuso. 
O movimento de subida da prensa é realizado pela inversão de rotação do fuso. 
Este tipo de prensa é muito comum na Europa e se constitui no tipo de prensa mais antigos. Comparada com as prensas hidráulicas se caracterizam por serem mais rápidas, ocuparem um espaço menor, e possuírem uma manutenção mais simples. 
Comparada com os martelos se caracterizam por serem mais silenciosas, desgastarem menos as matrizes, necessitarem de fundações menos robustas e serem mais eficiente, aproveitando melhor a energia disponível. 
21. Quais as principais características de uma prensa excêntrica. 
O curso do martelo neste tipo de prensa é menor que nos martelos de forjamento e nas prensas hidráulicas. O máximo de carga é obtido quando a massa superior está a aproximadamente 3 mm acima da posição neutra central. São encontradas prensas mecânicas de 300 a 12.000 toneladas.
22. Quais as principais características de uma prensa hidráulica. 
As prensas hidráulicas são máquinas limitadas na carga, na qual a prensa hidráulica move um pistão num cilindro. A principal característica é que a carga total de pressão é transmitida em qualquer ponto do curso do pistão. Essa característica faz com que as prensas hidráulicas sejam particularmente adequadas para operações de forja do tipo de extrusão.
23. Qual o objetivo do uso da configuração em cunha ou tesoura em uma prensa? 
Para melhorar a rigidez deste tipo de prensa
24. Faça uma comparação da força requerida para o forjamento entre um martelo de queda e uma prensa. 
Os martelos requerem em média 400% mais trabalho, que as prensas, para executar a mesma deformação, Martelos permitem altas velocidades de forjamento podendo chegar a 150 pancadas/min, enquanto prensas exercem uma aplicação gradual e /ou constante de força o que é benéfico para as matrizes.
25. Quais são as etapas para o projeto preliminar de uma matriz para forjamento. 
Escolha da linha de aparte; Desenho da peça para forjamento; Cálculo da contração; 
Obtenção das dimensões da rebarba; Escolha do bloco; Obtenção da matéria prima necessária.
26. Quais são os critérios para seleção da linha de parte. 
A linha de aparte deve estar posicionada de tal maneira que permita a fácil saída da peça de qualquer uma das duas metades da matriz; preferencialmente a linha de aparte deve ser plana; para peças simétricas a linha de aparte deve dividir a peça em duas partes iguais ; idealmente a linha de aparte deve se localizar em um ponto que deve ser o último a ser preenchido;em peças que serão usinadas posteriormente deve-se localizar a linha de aparte de modo que não dificulte a posterior fixação da peça na máquina ferramenta . 
27. É correto evitar posicionara linha de aparte em uma aresta da peça? Justifique 
Não, Pois A linha de aparte deve estar posicionada de tal maneira que permita a fácil saída da peça de qualquer uma das duas metades da matriz, e também dificultaria as linhas de fluxo
28. Quais seriam as providencias que poderiam ser tomadas para corrigir o defeito de falta de preenchimento em uma peça forjada em matriz? 
Posicionar a linha aparte no ponto que deve ser preenchido por ultimo 
29. Explique qual a relação existente entre as linhas de fluxo (fibragem) de uma peça e seu desempenho com relação as solicitações mecânicas a que estará sujeito. 
Propriedades como resistência à fadiga, resistência ao impacto e ductilidade, que são parâmetros da resistência do material a quebra (medidos após a fratura), podem ser significativamente melhoradas se a direção de propagação da trinca e a orientação dos grãos estiverem perpendiculares. O alinhamento ideal ocorre quando a tensão principal máxima (perpendicular a uma trinca ou fratura potencial) está alinhada com as linhas de fluxo de grãos.
30. Quais são os aspectos a serem analisados e que podem resultar em alterações no desenho da peça de modo a torna-lo adequado para o processo de forjamento? 
Sobremetal para usinagem, Ângulos de saída, Dimensionamento de nervuras, bases e raios
31. Para quais regiões de uma peça a ser forjada deve-se prever sobremetal para usinagem? 
Para as superfícies da peça a ser forjada deve-se prever sobremetal para usinagem
32. Qual a consequência da existência de raios de canto muito pequenos em peças a serem forjadas? 
Cantos muito pequenos são regiões de concentração de tensões, além de serem regiões de fácil desgaste
33. Os raios de canto nas peças a serem forjadas devem ser maiores quando se utiliza prensa ou martelos? Justifique. 
Martelos, pois quanto maior os raios de canto, menor carga de forjamento da peça. Por isso o martelo seria mais indicado
34. Qual a importância dos ângulos de saída e quais as superfícies em que ele deve ser previsto no caso do forjamento em matriz? 
Ângulos de saída são necessários para a remoção da peça em matrizes fechadas. Geralmente, são aplicados em superfícies paralelas à direção do forjamento
35. Qual a importância do cálculo da contração e quais são as dimensões que são afetadas por ela? 
Devido ao fato do forjamento ser realizado a quente, as peças a serem forjadas sofrem dilatação. Visto isso, a cavidade interna da matriz deve possuir dimensões maiores que a peça. Para saber as dimensões dessa cavidade, o cálculo do fator de contração deve ser feito, send0 ele igual a 1 + (VariaçãoTemp)*CoeficienteDilataçãoLinear
36. Com que critério se dimensiona a rebarba em uma peça a ser forjada em matriz? 
Para dimensionar a rebarba de um forjado, leva-se em conta o peso do forjado e o tipo de forjamento, sendo a frio ou a quente
37. Faça um esboço de um canal de rebarba e explique a finalidade das regiões existentes. 
38. O que deve ser levado em conta para obtenção da matéria prima necessária para o forjamento de uma peça? 
Composição química, microestrutura, propriedades mecânicas e defeitos superficiais
39. De modo geral quais são os aços a serem utilizados para a construção de matrizes para forjamento a frio? 
Para matrizes de trabalho a frio, os aços a serem utilizados são aços quase indeformáveis, divididos em baixa liga e alta liga
40. De modo geral quais são os aços a serem utilizados para a construção de matrizes para forjamento a quente? 
Para matrizes de trabalho a quente, os aços são menos duros do que para trabalho a frio, e, portanto, há uma concentração menos de carbono na composição
41. Entre as matrizes para forjamento a frio e a quente qual deve possuir maior dureza e por que? 
A matriz para trabalho a frio deve ter maior dureza, pois será solicitada uma carga maior de forjamento nela, sendo necessário uma maior resistência mecânica
42. Quais as características do forjamento a frio? 
O forjamento a frio ocorre na temperatura ambiente, sendo um procedimento particularmente interessante devido ao fato de se permitir a fabricação de componentes com grande precisão dimensional, geometrias complexas e com acabamento próximo ao uso da peça 
43. Cite vantagens do forjamento a frio quando comparadas com o forjamento a quente. 
O acabamento é melhor, é possível criar geometrias mais complexas com o trabalho a frio, a quantidade de sobremetal é menor e a precisão das dimensões é maior
44. Cite desvantagens do forjamento a frio quando comparadas com o forjamento a quente. 
Necessita de prensas de maior capacidade, é viável economicamente apenas para grandes lotes de peças e as prensas e matrizes necessitam de materiais mais elaborados, gerando alto custo
45. Quais são as etapas básicas para o forjamento a frio. 
As etapas básicas para um forjamento a frio iniciam em separar um material de seção circular. Depois disso, são feitos cortes em pedaços desse material. Além disso, geralmente é feito um recozimento do material para esferoidizar ele, em virtude da necessidade de usinagem após a conformação. Por último, o material recozido passa pelos processos de forjamento
46. O que significa e o que caracteriza o forjamento a morno? 
Conformação a morno é o processo de forjamento de peças abaixo da temperatura de forjamento a quente. Seu processo é caracterizado pelo melhor acabamento superficial e exatidão das dimensões, além de aumentar propriedades mecânicas da peça como tensão de escoamento e tensão máxima
47. Como se estabelece os limites inferior e superior para o forjamento a morno? 
Os limites são definidos de maneira que o limite superior de temperatura é a oxidação, e o limite inferior é o aumento de força
48. O que é o forjamento semi-sólido? 
	Forjamento semi-sólido é o forjamento de peças em temperaturas próximas ao ponto de fusão delas, sendo uma mistura de injeção e forjamento
49. Faça uma comparação entre o forjamento semi-sólido e a fundição 
	Comparando o forjamento semi-sólido e a fundição, nota-se que no semi-sólido há menor consumo de energia, menor perda de matéria prima, excelente acabamento superficial e propriedades mecânicas melhoradas
50. Faça uma comparação entre o forjamento semi-sólido e o forjamento convencional 
	Comparando o forjamento semi-sólido e a fundição, nota-se que no semi-sólido há menor consumo de energia, menor perda de matéria prima, excelente acabamento superficial e propriedades mecânicas melhoradas
51. Quais são as desvantagens do forjamento semi-sólido? 
As desvantagens do forjamento semi-sólido são custo alto para preparar a matéria prima e o controle rigoroso de temperatura e velocidade de forjamento
52. Quais as funções dos lubrificantes no processo de forjamento? 
Os lubrificantes reduzem a carga de deformação, controla o acabamento da superfície e minimiza desgaste da ferramenta de forjamento
53. Quais os principais tipos de lubrificantes utilizados no forjamento? 
	Os principais tipos são grafite em meio aquoso, grafite em meio oleoso, composto sintético a base de sais e por dispersão de sólidos lubrificantes como vidro, bissulfeto de molibdênio e nitrato de boro
54. Quais são os fatores que interferem na força de forjamento? 
	Os fatores que interferem na força de forjamento são temperatura, velocidade de deformação, atrito existente e a geometria da peça
55. Cite pelo menos cinco defeitos que podem ocorrer em peças forjadas 
Falta de redução, incrustação de óxidos, trincas superficiais, trincas nas rebarbas e trincas internas, além de descarbonetação e gotas frias
56. Explique a falta de redução (preenchimento incompleto da matriz) no processo de forjamento. 
A falta de redução é o preenchimento incompleto da peça no momento em que está sendo forjado. Isso se deve aos golpes rápidos e leves do martelo de forjamento
57. O que pode causar trincas superficiais em peças forjadas emmatriz? 
Trabalho excessivo nas superfícies da peça em um trabalho a frio ou alguma fragilidade a trabalho quente
58. O que ocasiona as trincas nas rebarbas em peças forjadas?
As trincas nas rebarbas são causadas pelas impurezas dos metais ou porque as rebarbas são pequenas
59. Algumas vezes se observa gases oxidantes que penetram nos limites do contorno de grão e formam camadas de óxidos. O que pode ocasionar este defeito? 
O aquecimento próximo ao ponto de fusão pode causar esse defeito
Questões elaboradas 
Questão 1 
- O que são imperfeiçoes de ponto? Qual a Origem dessas imperfeiçoes?
Resposta:	Imperfeiçoes de ponto são as quais apresentam a falta de um átomo na estrutura cristalina de um material, ou a presença de um átomo dito “estranho” no lugar de algum átomo próprio do regime. Estas imperfeiçoes são dadas por um empacotamento defeituoso do sistema ou por vibrações térmicas das moléculas da estrutura devido a elevações de temperatura
Questão 2
- Quais são os tipos de conformação mecânica e qual o mecanismo que os diferencia?
Resposta:	Os mecanismos de conformação mecânica são: compressão direta, compressão indireta, tração, dobramento, cisalhamento. O que os diferencia, principalmente, é o tipo de força aplicada ao material á medida que este é trabalhado 
 Questão 3 
- Cite uma relação das impurezas com a Deformação Mecânicas e explique-a. 
Resposta: 	As impurezas encontradas nos materiais mecânicos geram zonas de tensão, compressão ou tração, portanto, as interações dessas impurezas gera uma maior dificuldade de se movimentar as discordâncias de um material. Sendo assim são necessários maiores esforços para deformar materiais impuros e ligas metálicas do que materiais puros.
Questão 4
- A maclação é uma deformação plástica? O que é contorno de macla? Esta pode surgir um efeito desejável no material? Por quê?
Resposta:	Sim, é uma deformação que ocorre no regime plástico. O contorno de Macla é a fronteira entre a região maclada e o resto do grão. Sim, esta pode gerar efeitos desejáveis no material, pois ao reorganizar a estrutura cristalina do material na área maclada pode-se, agora, gerar novos planos mais favoráveis aos deslizamentos e discordâncias, facilitando a deformação.
Questão 5
- Em um trabalho a frio um material pode ter alteração de suas propriedades, estas podem ser devolvidas ao material? Como e Por quê?
Resposta: 	Sim, essas propriedades podem ser devolvidas ao material por um processo de recozimento. Pois no processo de recoziemnto, com o aumento da temperatura o material tende a desestabilizar o estado encruado gerado pelo trabalho a frio, e devido ao alivio das tensões internas dado pela parte da Recuperação no processo de recozimento, o material consegue recuperar suas antigas características.