LAMINAÇÃO FORJAMENTO EXTRUSAO TREFILAÇÃO (revisao) AV1

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PROCESSOS de FABRICAÇÃO III
Conformação dos metais (Revisão)
Prof. Radah
Processos de Conformação Volumétrica
Processos de Conformação Volumétrica
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS NA CONFORMAÇÃO DOS 
METAIS ( Tensão de Escoamento )
.
A tensão média de escoamento é determinada
pela integração da equação da curva de
escoamento, entre zero e o valor final de
deformação que define o domínio ou gama de
deformações
σ = Kϵn
TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO DOS METAIS
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS NA 
CONFORMAÇÃO DOS METAIS
Trabalho a frio (também conhecido como 
conformação a frio) é a conformação dos 
metais realizada à temperatura ambiente 
ou ligeiramente acima. 
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS NA 
CONFORMAÇÃO DOS METAIS
Trabalho a frio (também conhecido como 
conformação a frio) é a conformação dos 
metais realizada à temperatura ambiente 
ou ligeiramente acima. 
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS NA 
CONFORMAÇÃO DOS METAIS (TEMPERATURA )
Trabalho a Morno - realizadas em
temperaturas acima da temperatura
ambiente, mas abaixo da temperatura de
recristalização.
COMPORTAMENTO DOS MATERIAIS NA 
CONFORMAÇÃO DOS METAIS (TEMPERATURA )
Trabalho a quente (também chamado
conformação a quente) envolve
deformação em temperaturas acima da
temperatura de recristalização
Obs. A temperatura de recristalização de um dado
metal é cerca de metade do seu ponto de fusão em
escala absoluta.
A conformação isotérmica refere-se às operações 
de conformação que são realizadas de modo a 
eliminar o resfriamento superficial e os gradientes 
térmicos resultantes na peça de trabalho.
Esta é realizada por meio de pré-aquecimento das 
ferramentas, que entram em contato com a peça na 
mesma temperatura do metal de trabalho
•
Conformação Isotérmica 
TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO DOS METAIS
ATRITO E LUBRIFICAÇÃO NA CONFORMAÇÃO DOS METAIS
ATRITO E LUBRIFICAÇÃO NA CONFORMAÇÃO DOS METAIS
QUESTÕES DE REVISÃO
1) Quais são as diferenças entre os processos de deformação volumétrica e os processos de 
conformação de chapas?
2) A extrusão é um importante processo de mudança de forma. Descreva-a.
3) Quais são os dois significados da utilização do termo “estampagem”?
4) Qual é a diferença entre a estampagem profunda e o dobramento?
5) Enuncie a equação matemática para a curva de escoamento.
6) Como o aumento de temperatura afeta os parâmetros na equação da curva de escoamento?
7) Enuncie algumas vantagens do trabalho a frio em comparação aos trabalhos a morno e a quente.
8) O que é conformação isotérmica?
9) Por que o atrito é geralmente indesejável nas operações de conformação dos metais?
10)O que é atrito de aderência (ou de agarramento) nos processos de conformação dos metais?
Laminação
A laminação é um processo de conformação no qual a espessura do metal é reduzida por 
esforços compressivos exercidos por meio de dois cilindros., os cilindros giram para 
puxar e, ao mesmo tempo, comprimir o metal que está compreendido entre eles. 
Laminação
Produtos laminados
ANÁLISE DA LAMINAÇÃO DE PLANOS
ANÁLISE DA LAMINAÇÃO DE PLANOS
Fórmulas
A deformação verdadeira que a peça 
sob laminação sofre é função das 
espessuras inicial e final 
tensão média de escoamento aplicada ao material 
limite da máxima redução possível que pode ser 
realizada na laminação de planos 
A potência necessária a cada cilindro de trabalho
P é a potência, J/s ou W (lbf-in/min); N = velocidade de rotação, 1/s (rpm); F é 
força de laminação, em N (lbf); e L é o comprimento de contato, m (in).
Fórmulas
Exemplo
Uma bobina de 300 mm de largura e 25 mm de espessura é alimentada
em um laminador com Laminação de dois cilindros de raio igual a 250 mm.
A espessura da peça deve ser reduzida para 22 mm em Planos um único
passe à velocidade de rotação dos cilindros de 50 rpm.
O material da peça tem uma curva de escoamento definida por K = 275
MPa e n = 0,15, e o coeficiente de atrito entre os cilindros e a peça é
igual a 0,12.
Determine se o atrito é suficiente para permitir que a operação de
laminação seja realizada. Caso afirmativo, calcule a força de laminação, o
torque e a potência em HP.
O desbaste previsto nesta operação de laminação é 
 d = 25 – 22 = 3 mm
Máxima redução possível para o dado coefiomociente de 
atrito é
 dmáx =(0,12)2 (250) = 3,6 mm >> Como que a máxima redução permitida excede o 
desbaste previsto, a operação de laminação é possível. 
 O comprimento de contato (L)
 Tm é determinado a partir da deformação verdadeira:
 A força de laminação
F = 175,7 (300)(27,4) = 1.444.786N
 O torque necessário para cada cilindro 
T = 0,5(1.444.786)(27,4)(10−3) = 19.786 N.m
 Potência da laminação 
P = 2π(50)(1.444.786)(27,4)(10−3) = 12.432.086N-m/min = 207.201N-m/s(W)
FORJAMENTO
FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA
Forjamento em Matriz Aberta
Uma peça cilíndrica está sujeita a uma operação de recalque a frio. A
peça tem dimensões iniciais iguais a 75 mm e 50 mm de altura e
diâmetro, respectivamente. Ela é reduzida nesta operação para a altura
de 36 mm. O material de trabalho tem uma curva de escoamento
definida por K = 350 MPa e n = 0,17. Assuma coeficiente de atrito de
0,1. Determine a força de início de processo, em alturas intermediárias
de 62 mm, 49 mm, e na altura final de 36 mm.
FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA
OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM O FORJAMENTO
OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM O FORJAMENTO
PROCESSOS de FABRICAÇÃO III
Conformação dos metais (Revisão)
Prof. Radah
EXTRUSÃO
EXTRUSÃO INDIRETA
Extrusão indireta para produzir (a) uma seção transversal sólida e (b) uma seção transversal vazada. 
ANÁLISE DA EXTRUSÃO
Razão de extrusão,
Deformação verdadeira
Pressão aplicada ao êmbolo
tensão média de escoamento durante a deformação,
Equação empírica proposta por Johnson para 
estimativa da deformação na extrusão :
Aplicação
Um tarugo de 75 mm de comprimento e 25 mm
de diâmetro deve ser extrudado por meio de
extrusão direta com uma razão de extrusão rx =
4,0. A peça extrudada tem uma seção transversal
circular. O ângulo da matriz (meio-ângulo) é igual
a 900. O metal tem um coeficiente de
resistência igual a 415 MPa, e um expoente de
encruamento igual a 0,18. Use a equação de
Johnson com a = 0,8 e b = 1,5 para estimar a
deformação de extrusão.
Determine a pressão aplicada na extremidade do
tarugo à medida que o êmbolo se move avante
Solução
Uma seção transversal extrudada complexa para um dissipador de calor
Extrusão Hidrostática 
TREFILAÇÃO DE BARRAS E ARAMES
EXERCÍCIO
Um arame é trefilado em uma matriz de trefilação com
ângulo de entrada igual a 15o. O diâmetro inicial é 2,5
mm, e o diâmetro final igual a 2,0 mm. O coeficiente de
atrito na interface metal-matriz é igual a 0,07. O metal
tem coeficiente de resistência K = 205 MPa, e expoente de
encruamento n = 0,20. Determine a tensão de trefilação e
a força de trefilação nesta operação
Um arame é trefilado em uma matriz de
trefilação com ângulo de entrada igual a
15o. O diâmetro inicial é 2,5 mm, e o
diâmetro final igual a 2,0 mm. O
coeficiente de atrito na interface metal-
matriz é igual a 0,07. O metal tem
coeficiente de resistência K = 205 MPa, e
expoente de encruamento n = 0,20.
Determine a tensão de trefilação e a força
de trefilação nesta operação
Os valores de D e Lc a podem ser determinados 
usando as Eqs. D = 2,25 mm e Lc = 0,966 mm
Um arame é trefilado em uma matriz de
trefilação com ângulo de entrada igual a 15o. O
diâmetro inicial é 2,5 mm, e o diâmetro final
igual a 2,0 mm. O coeficiente de atrito na
interface metal-matriz é igual a 0,07. O metal
tem coeficiente de resistência K = 205 MPa, e
expoente de encruamento n = 0,20. Determine
a tensão de trefilação e a força de trefilação
nesta operação
Os valores de D e Lc a podem ser determinados 
usando as Eqs. D = 2,25 mm e Lc = 0,966 mm
A tensão de trefilação
Força de trefilação é esta tensão multiplicada 
pela área da seção transversal do arame de saída
QUESTÕES DE REVISÃO
1. Quais sãoas razões que fazem com que os processos de conformação 
volumétrica sejam comercialmente e tecnologicamente importantes?
2. Cite os quatro principais processos de conformação volumétrica.
3. O que é a laminação no contexto de processos de conformação 
volumétrica?
4. Liste alguns dos produtos fabricados em um laminador.
5. O que é o desbaste na operação de laminação?
6. O que é agarramento na operação de laminação a quente?
7. Identifique algumas das maneiras segundo as quais a força de 
laminação de planos pode ser reduzida.
8. O que é um laminador-duo?
9. O que é uma cadeira reversível na laminação?
10.O que é forjamento?
1. Uma maneira de classificar as operações de forjamento é pela forma de escoamento do 
metal de trabalho que é contido pelas matrizes. A partir desta classificação, cite os três 
tipos básicos de forjamento.
2. Por que a rebarba é desejável no forjamento em matriz fechada?
3. O que é uma operação de rebarbação no contexto do forjamento em matriz fechada?
4. Quais são os dois tipos básicos de equipamentos de forjamento?
5. O que é forjamento isotérmico?
6. O que é extrusão?
7. Diferencie a extrusão direta da extrusão indireta.
8. Cite alguns produtos que são fabricados pela extrusão.
9. Por que o atrito é um fator determinante na força do êmbolo da extrusão direta e não 
na extrusão indireta?
10. O que são os processos de trefilação de barras e trefilação de arames?
11. Embora a peça em uma operação de trefilação esteja obviamente sujeita a tensões 
trativas, como as tensões compressivas também exercem papel importante neste 
processo?
12. Em uma operação de trefilação de arames, por que a tensão de trefilação não deve 
nunca exceder o limite de resistência do metal?
PROBLEMAS
A Metalurgia do Pó (MP) 
A Metalurgia do Pó (MP) é um processo de fabricação no qual
as peças são produzidas a partir de pós metálicos. Numa
sequência usual de produção em MP, os pós são compactados
na forma desejada e, depois, aquecidos para provocar a
ligação entre as partículas numa massa rígida e dura.
ATOMIZAÇÃO
HOMOGENEIZAÇÃO E MISTURA DOS PÓS
COMPACTAÇÃO
Considerações sobre a MP
A metalurgia do pó é única em sua capacidade de fabricar peças,
com nível controlado de porosidade. Porosidades até 50% são
possíveis.
A MP pode ser usada para fabricar peças de metais e ligas
incomuns —difíceis, se não impossíveis, de serem produzidos por
outros meios de materiais .
A geometria da peça deve permitir ejeção do molde após a
prensagem; isso geralmente significa que a peça deve ter os lados
verticais ou quase verticais, As roscas não podem ser fabricadas
por prensagem na MP, porém, se necessárias, elas devem ser
usinadas após a sinterização.
A obtenção de chanfros e raios é possível por prensagem na MPA
A espessura de parede deve ser de no mínimo 1,5 mm (0,060 in) 
entre os furos ou um furo e a parede exterior da peça.O diâmetro 
mínimo recomendado do furo é de 1,5 mm (0,060 in).