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Processo de Fabricação 1 Aula 5 Trefilação e Extrusão 2 Com ambos os processos podem tanto ser produzidas tarugos como peças acabadas. Processos destinados à produção de barras de perfil constante, sendo esse perfil definido pela forma da abertura da ferramenta por onde o material escoa, impulsionado por uma força que pode ser: - Tração, no caso da trefilação, ou - Compressão, no caso da extrusão Trefilação e Extrusão 3 Trefilação A trefilação é uma operação em que a matéria-prima é estirada através de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força tracionadora aplicada do lado de saída da matriz. O escoamento plástico é produzido pela combinação da força tracionadora com as forças compressivas provenientes da reação da matriz sobre o material. 4 A fieira é o dispositivo básico da trefilação, e compõe todos os equipamentos trefiladores. Sua geometria é dividida em quatro zonas: de redução (ά = ângulo de trefilação) de calibração (zona cilíndrica) de entrada de saída Trefilação 5 Trefilação O material da Fieira depende das dimensões, esforços e do material a ser trefilado. Os materiais mais utilizados são: Carbonetos sinterizados Aços revestidos de Cr Aços especiais Ferro fundido branco Cerâmicos Diamante 6 Barras Ø < 25mm Arames Comuns Grossos: Ø = 5...25mm Médios: Ø = 1,6…5,0mm Finos: Ø = 0,7...1,6mm Especiais Ø < 0,02mm Tubos Trefilados de diferentes formas PRODUTOS MAIS COMUNS Trefilação 7 Trefilação VANTAGENS O processo influi nas propriedades mecânicas do material, permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma gama variada de propriedades com a mesma composição química A precisão dimensional obtida é maior do que em qualquer outro processo exceto a laminação a frio Material pode ser estirado e reduzido em secção transversal mais do que com qualquer processo Superfície produzida é uniforme, limpa e polida 8 MÉTODOS DE TREFILAÇÃO DE TUBOS Trefilação 9 Trefilação EQUIPAMENTOS Classificam-se em dois grupos: BANCADAS DE TREFILAÇÃO – Utilizadas para produção de componentes não bobináveis, como barras e tubos. TREFILADORAS DE TAMBOR – Utilizadas para produção de componentes bobináveis, ou seja, fios e arames. 10 Trefilação Bancada de Trefilação 11 Trefilação TREFILADORAS DE TAMBOR Classificam-se em três grupos: Simples (um só tambor) – Para arames grossos Duplas – Para arames médios Múltiplas (contínuas) – Para arames médios e finos 12 Trefilação Os elementos das máquinas de trefilação dependem das características de cada máquina. Existem entretanto componentes básicos que ususalmente sempre estão presentes nas trefiladoras. Eles são: Garra ou mordaça para puxar a primeira porção do arame Tambor para enrolar o arame trefilado Carretel alimentador Porta-fieira 14 Trefilação Máquina de Trefilação Contínua de fios pesados 15 Trefilação PROCESSO PRODUTIVO 1. Matéria-prima: Fio-máquina (vergalhão laminado a quente) 2. Descarepação: - Mecânica (descascamento), dobramento e escovamento. - Química (decapagem): com HCl ou H2S04 diluídos. 3. Lavagem: em água corrente. 4. Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)2 a 100°C a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame, e servir de suporte para o lubrificante de trefilação. 5. Secagem (em estufa) - Também remove H2 dissolvido na superfície do material. 6. Trefilação - Primeiros passes a seco. Eventualmente: recobrimento com Cu ou Sn e trefilação a úmido 16 Trefilação DEFEITOS Podem resultar: - de defeitos na matéria-prima (fissuras,lascas, vazios, inclusões); - do processo de deformação. Exemplo de defeito:Trincas internas em ponta de flecha ("chevrons") - veja figura abaixo 17 Trefilação • TRATAMENTO TÉRMICO • RECOZIMENTO: • Indicação: principalmente para arames de baixo carbono • Tipo: subcrítico, entre 550 a 650°C • Objetivo: remover efeitos do encruamento. • PATENTEAMENTO/LATONAGEM: • Indicação: aços de médio a alto carbono (C> 0,25 %) • Tipo: aquecimento acima da temperatura crítica (região g) seguido de resfriamento controlado, ao ar ou em banho de chumbo mantido entre 450 e 550°C. A seguir, encruamento em trefila. • Objetivo: obter uma boa combinação de resistência e ductilidade, pela estrutura resultante de perlita fina ou bainita encruadas. 18 Trefilação PRODUTOS TREFILADOS (FIOS DE AÇO) 19 Trefilação PRODUTOS TREFILADOS (CONDUTORES ELÉTRICOS) 20 Trefilação PRODUTOS TREFILADOS: TUBOS MICROTUBOS 21 Extrusão O QUE É ? • Conformação de metais por deformação plástica • Altas pressões Hidráulicas • Materiais de elevada plasticidade 22 Extrusão O MERCADO DOS EXTRUDADOS 23 Extrusão TIPOS DE EXTRUSÃO • Extrusão Direta • Extrusão Indireta 24 Extrusão MÉTODO DIRETO • Matriz e recipiente fixos • Flui material no sentido da força aplicada • Material extrudado passa pela matriz • Melhor acabamento superficial • Maiores valores de Atrito 25 Extrusão MÉTODO INDIRETO • Recipiente fixo e matriz móvel • Fluxo de metal contrário ao da Força • Embolo Oco e Móvel • Força menor que a do método direto • Acabamento superficial não tão bom 26 Extrusão EXTRUSÃO DIRETA DE BARRA ÔCA Êmbolo ôco com Mandril 27 Extrusão Os processos de extrusão podem ainda ser divididos pela temperatura da peça: Extrusão a frio Extrusão semi-aquecida Extrusão a quente • Elevada economia • Combinação com outros processos • Alta qualidade dimensional e superficial • Fabricação de peças complexas • Melhores propriedades mecânicas • Propriedades semelhantes às dos extrudados a frio. • Menor tensão de escoamento • Importância cada vez maior • Melhora da trabalhabilidade 28 Extrusão MATERIAIS E EQUIPAMENTOS Tarugo Forno ou Aquecedores Matriz Prensa Hidráulica Punção ou haste do Embolo Disco de Apoio Recipiente Disco de Pressão Equipamento para Estiramento do Produto Extrudado 29 Extrusão MATRIZ Influencia diretamente na qualidade do produto Perfis maciços ou tubulares Polimento: Rugosidade muito baixa Alta resistência à abrasão Alta Dureza Revestimentos Superficiais 30 Extrusão TARUGOS 31 Extrusão PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL 32 Extrusão 33 Extrusão LINHA DE ESTICAMENTO DE BARRAS 34 Extrusão PRODUTOS EXTRUDADOS 35 Extrusão DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 36 Extrusão DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 37 Extrusão DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 38 Extrusão DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS 39 Extrusão DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS EXERCÍCIOS 40 1. Que tipos de produtos podem ser obtidos pelos processos de trefilação e de extrusão? 2. Qual a diferença mais importante entre esses dois processos? 3. Quais são as zonas em que se divide uma fieira? 4. Cite as principais vantagens do processo de trefilação. 5. Quais são os equipamentos em que se realizam o processo de trefilação? 6. Cite as etapas do processo industrial de trefilação. 7. Explique sucintamente o processo de extrusão. 8. Quais os materiais metálicos que podem ser extrudados? 9. Em que diferem os processos de extrusão direta e de extrusão inversa? 10. Quais os equipamentos envolvidos no processo de extrusão? 11. Quais as características que deve ter uma matriz de extrusão? 12. Enumere os principais tipos de defeitos que podem ocorrer nos materiais extrudados.
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