Processo de Conformação

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PROCESSOS DE 
CONFORMAÇÃO
MSc. Francisco José
UNIDADE 3
 Explicar para que serve o processo de metalurgia do pó.
 Analisar as diferenças em relação aos demais processos.
 Identificar a formação dos necks.
 Explicar o processo de laminação.
 Analisar as variáveis do processo de laminação.
 Identificar as aplicações do processo de laminação.
Objetivos de 
Aprendizagem
 Definir os processos de forjamento direto e indireto.
 Reconhecer as variáveis do processo de forjamento.
 Identificar as aplicações do processo de forjamento.
 Explicar o processo de estampagem.
 Definir as variáveis do processo de estampagem.
 Reconhecer as aplicações do processo de estampagem.
Objetivos de 
Aprendizagem
METALURGIA DO PÓ 
Processo de metalurgia do pó - Definição
• Processo de mistura de materiais em estado de pó por compactação
em uma matriz, criando-se um compacto, o qual é sinterizado por
meio de aquecimento para aumentar a força de ligação.
• Pode produzir uma grande quantidade de peças de forma complexa.
Processo de metalurgia do pó - Vantagens
• Rápido e econômico para grandes escalas de produção;
• Minimiza desperdícios de matéria-prima;
• Permite reproduzir um grande número de peças idênticas ou muito
próximas da forma para uso final (sem necessidade de usinagem);
• Produz peças com características físicas e estruturais impossíveis de ser
obtidas por outros processos;
• Possibilita a eliminação de qualquer excesso de material na forma de
rebarbas.
Processo de metalurgia do pó - Desvantagens
• Alto custo do ferramental (produção de grandes lotes);
• Tamanho da peça limitada devido a potência de compactação;
• Produz porosidade residual.
Etapas da metalurgia do pó
Controle de 
porosidade
Obtenção do pó - atomização
• O metal fundido é vazado por um orifício,
formando um filete líquido que é
“bombardeado” por jatos de ar, de gás ou
de água. Os jatos saem de bocais
escolhidos de acordo com o formato de
grão desejado e produzem a pulverização
do filete de metal fundido e seu imediato
resfriamento.
Obtenção do pó - eletrólise
• O metal, na forma sólida, é colocado em um
tanque e dissolvido em uma solução
eletrolítica, pela qual passa uma corrente
elétrica. Os pós obtidos por esse processo
apresentam elevado grau de pureza. Depois
de recolhida do tanque de eletrólise, a
massa de pó, em forma de lama, é
neutralizada, seca, reduzida e classificada
por peneiramento.
Mistura ou moagem
• A moagem geral é feita em um equipamento
chamado de moinho de bolas, que consiste
em um tambor rotativo contendo esferas
metálicas de material resistente ao desgaste.
Quando o tambor gira, as esferas se chocam
umas contra as outras, desintegrando
gradativamente o material que se encontra
no interior do tambor.
Obtenção do pó - resumo
Metalurgia do pó - Compactação
• Uma quantidade pré-determinada de pó é
colocada na cavidade de uma matriz
montada em uma prensa de compressão,
que pode ser mecânica ou hidráulica. A
compactação ocorre por deslocamentos
simultâneos do punção superior e inferior,
à temperatura ambiente.
Metalurgia do pó - Sinterização
• A massa de partículas, na forma de compactado verde ou confinada em moldes, é
aquecida a temperaturas altas, mas abaixo do ponto de fusão do metal-base, sob
condições controladas de temperatura, velocidade de aquecimento e resfriamento,
tempo de permanência e atmosfera.
Principais Aplicações
• Filtros sinterizados;
• Carboneto metálico;
• Mancais autolubrificantes.
Metalurgia do pó - Diferenças em relação aos 
demais processos
• Bom custo–benefício, tanto em nível
material quanto em nível dimensional;
• Bons níveis de resistência à tração;
• Ecologicamente correto e exerce menor
impacto ao meio ambiente;
• Alta repetibilidade.
Metalurgia do pó - Formação dos necks
• As ligações se desenvolvem por meio da ligação atômica entre grãos adjacentes,
formando-se a região do neck (também conhecido como pescoço), sem apresentar
variação dimensional do material. Os necks surgem na região de contato entre as
moléculas, diminuindo a porosidade do material. Com a elevação da temperatura,
aumentam as superfícies de ligação, observando-se o crescimento do neck.
Metalurgia do pó - Formação dos necks
• Na sinterização por fase líquida é possível eliminar totalmente a porosidade quando se
tem a presença de fase líquida. Nessa fase, utilizam-se dois materiais com pontos de fusão
diferentes; o material com menor ponto de fusão se funde com o outro material,
conectando as partículas do pó. Já sinterização por fase sólida ocorre em temperaturas
abaixo da temperatura de fusão do pó. Não existe formação de fase líquida, ou seja, a
temperatura é responsável por promover a união do pó, resultando na ligação entre as
partículas por meio de um pescoço.
LAMINAÇÃO
• O metal é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentido oposto, com a mesma
velocidade superficial, distanciados entre si a uma distância menor que o valor da espessura
da peça a ser deformada.
Conformação Mecânica - Laminação
• Quando o produto é empurrado contra os cilindros, a força normal AB, exercida pelo cilindro
sobre o produto, provoca uma componente horizontal AC, que se opõe ao arrastamento. A troca
de atrito AT origina uma componente horizontal AD, dirigida no sentido do arrastamento. O
produto será agarrado pelos cilindros quando AD for maior do que AC, o que implica em:
em que em que φ é o ângulo de contato e μ é o coeficiente de atrito.
Detalhes do Processo de Laminação
• A relação entre o comprimento final da peça e o seu comprimento inicial é denominada
coeficiente de alongamento, dado pela fórmula: ୪
୐
୊
୤
em que:
• k = coeficiente de alongamento (1,1 a 1,6);
• l = comprimento final;
• L = comprimento inicial;
• F = área da seção transversal da peça antes da laminação;
• f = área da seção transversal da peça após a laminação.
Detalhes do Processo de Laminação
• A parte fundamental do laminador é a caixa de trabalho, ou gaiola. Nessa parte estão localizados
os cilindros de laminação. O posicionamento das gaiolas de trabalho pode ser feito de diferentes
maneiras, e o laminador pode ser: linear, escalonado, contínuo ou semicontínuo, conforme a
posição das suas gaiolas.
Partes de um Laminador
Variações do Processo de Laminação
Duo Laminador Universal Laminador Trio
Laminador Quádruo Laminadores em série (Sendzimir)
• Também é possível obter uma variedade de operações de laminação, dependendo do tipo de
cilindro utilizado.
Operações de laminação
Laminação em anel Laminação de rosca Calandragem
• Melhora a ductilidade do metal e não altera a dureza;
• Aumenta a resistência do metal à tração em determinada direção;
• É mais fácil e rápido, pois exige máquinas de potência menor para a sua realização;
• O metal pode ser forçado em formas extremas quando quente, já que a reestruturação contínua
dos cristais elimina rupturas e trincas;
• A temperatura de trabalho deve estar acima da recristalização, mas não muito elevada, a fim de
que não se forme granulometria grosseira;
• As temperaturas altas oxidam e formam carepa na superfície do metal, de tal forma que
tolerâncias rigorosas não podem ser mantidas.
Laminação a Quente
• Costuma ser precedido pelo trabalho a quente, pela remoção de carepa, pela limpeza da
superfície e, possivelmente, pela decapagem;
• Obtêm-se com ele tolerâncias rigorosas, bom acabamento superficial e boas propriedades
mecânicas;
• Deve ser efetuado acima do limite de escoamento do material para que a deformação seja
permanente.
Laminação a Frio
FORJAMENTO
• Transformação de metais por prensagem ou martelamento (é a mais antiga forma de
conformação existente).
Conformação Mecânica - Forjamento
• O forjamento a quente tem como vantagens a maior ductilidade e a menor resistência do
material de trabalho. A temperatura de trabalho nesse tipo de forjado está acima da zona de
recristalização do material.• No forjamento a frio, o material também é aquecido, mas abaixo da temperatura de
recristalização. Nos casos em que é desejável criar um endurecimento de tensão favorável da
peça, além de precisão nas medidas e no acabamento superficial, o forjamento a frio é o
processo mais aconselhável. Depois de forjado, apresenta um ótimo acabamento superficial.
Forjamento a Quente x Forjamento a Frio
• O material é conformado entre matrizes planas de formatos geralmente simples. São utilizadas
geralmente para fabricar peças de grande porte, com formatos relativamente simples.
Tipos de Matrizes de Forjamento - Matriz Aberta
• Nesse tipo de forjamento, a matriz possui o formato da peça a ser forjada, ocorrendo a
deformação sob alta pressão em cavidades.
Tipos de Matrizes de Forjamento - Matriz Fechada
• O forjamento pode ser dividido em dois métodos, com relação à aplicação de carga sobre o
produto a ser desenvolvido: por impacto, conhecido como martelamento, ou por pressão. Nesse
tipo de prensagem, os componentes forjados são moldados por martelos ou por prensas
mecânicas e hidráulicas.
Equipamentos de forjamento
• O material a ser forjado;
• A resistência mecânica do material;
• A quantidade de peças a serem forjadas;
• A precisão do dimensionamento e do acabamento superficial;
• As máquinas e matrizes a serem utilizadas no processo de forjamento.
Variáveis do processo
Material a ser forjado
• Entre as variáveis mais importantes do processo estão a precisão no dimensionamento, o grau de
acabamento superficial e a precisão geométrica da peça obtida.
Precisão do Dimensionamento e Acabamento Superficial
ESTAMPAGEM
• Compreende um conjunto de operações, por intermédio das quais uma chapa plana é
submetida a transformações de modo a adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca.
Conformação Mecânica - Estampagem
Estampagem - Aplicações
• Trata-se de uma operação de cisalhamento que permite a produção de peças nos mais
variados formatos, determinados pelas formas do punção e da matriz. O punção de corte é
pressionado contra a matriz por meio da pressão exercida por uma prensa.
Tipos de Estampagem – Estampagem de Corte
• Processo de conformação em que o metal é deformado ou dobrado ao longo de um eixo,
ocorrendo a deformação por flexão.
Tipos de Estampagem – Estampagem de Dobra
• Processo em que utilizado para a fabricação de fundos para tanques de aço e outras peças
profundas de simetria circular, em que chapas planas são conformadas no formato de um
copo. As chapas recebem forças radiais de tração e forças tangenciais de compressão, sem
deformar sua espessura.
Tipos de Estampagem – Estampagem de repuxo ou 
Embutimento
• O material a ser estampado;
• As propriedades mecânicas e os seus requisitos;
• As especificações das dimensões e os cálculos aplicados;
• As máquinas e ferramentas.
Variáveis do processo
Estampagem a Frio x Estampagem a Quente
Estampagem a frio Estampagem a quente
A estampagem a frio convencional, realizada 
com a chapa metálica na temperatura 
ambiente, apresenta grande aplicação 
industrial, por se adaptar facilmente à 
produção seriada e permitir alta produção, 
com baixo índice de refugos e boa precisão 
dimensional. A maioria das peças estampadas 
utiliza a conformação a frio; no caso de peças 
mais complexas há a necessidade da 
conformação à quente.
A estampagem a quente tem alcançado 
sucesso na fabricação de peças com formatos 
complexos e maior resistência mecânica e 
corresponde a uma alternativa relativamente 
nova para a produção de peças a partir de 
chapas. Esse processo tira proveito tanto da 
boa conformabilidade decorrente das maiores 
temperaturas de deformação como das 
transformações que a austenita sofre durante 
o resfriamento da peça.
OBRIGADO