1

CONFORMAÇÃO PLÁSTICA

LAMINAÇÃO

2

DEFINIÇÃO

Processo de fabricação por conformação plástica que consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros, de modo que sua espessura sofre diminuição, enquanto que a largura e o comprimento do corpo sofrem aumento proporcional.

3

CONCEITOS BÁSICOS

• Aplicado geralmente a metais

• Primeiro relato: século XIV (Leonardo da Vinci)

• Laminação moderna: Inglaterra, 1783

• Potência elevada: rodas d’água, motores a vapor, motores elétricos

4

CONCEITOS BÁSICOS

5

CONCEITOS BÁSICOS

• Movimentação da peça: Atrito

• Volume constante

• A quente e a frio

• Compressão direta

• Produtos planos e não-planos

6

CONCEITOS BÁSICOS

7

LAMINAÇÃO A QUENTE• Lingotes fundidos• Placas e tarugos• Temperatura superior à temperatura de

recristalização do material• Operações iniciais (Desbaste)• Grandes deformações• Grandes dimensões• geometrias complexas

8

LAMINAÇÃO A QUENTE

• Recuperação da estrutura

• Ausência de encruamento

• Baixa precisão dimensional

• Baixo acabamento superficial

• Casca de óxidos (carepa)

• Produtos semi-acabados

9

LAMINAÇÃO A FRIO• Matéria-prima: chapas e barras laminadas a

quente

• Aplicado a peças semi-acabadas

• Pequenas deformações

• Operações de acabamento

• Temperatura abaixo da temperatura de recristalização do material

10

LAMINAÇÃO A FRIO

• Melhor acabamento superficial

• Superfícies regulares

• Melhor precisão dimensional e geométrica

• Encruamento– Maior resistência mecânica– Tratamentos térmicos intermediários

11

TERMINOLOGIA

• Bloco: Seção quadrada, 36 pol2 (23.225 mm2), produto de primeira redução

• Tarugo: Seção retangular, resultado de passagem posterior

• Placa: Seção retangular, área maior do que 16 pol2, largura pelo menos 3 vezes maior do que a espessura.

12

TERMINOLOGIA

• Chapa: Seção retangular, espessura maior do que 1/4 de pol.

• Folha, chapa fina ou tira laminada: Espessura menor do que 1/4 de pol. Tiras, em geral, tem largura inferior a 24 polegadas

13

LAMINADORES

• Alta potência

• Arranjados em linha: trem de laminação

• Classificados em função do número e

arranjo dos cilindros

14

LAMINADORES

• Mais simples e comum• Movimento em um

único sentido

15

LAMINADORES

• Mesma configuração básica

• Movimento em dois sentidos

16

LAMINADORES

• Cilindros superior e inferior movidos por motores

• Cilindro central movido por atrito

17

LAMINADORES

• Diminuição do diâmetro dos cilindros condutores representa diminuição substancial da potência requerida

• Necessário cilindros de encosto

18

LAMINADORES

• Cada um dos rolos de trabalho é apoiado por dois cilindros de encosto

19

LAMINADORES

• Laminador Mandrilador

• Tubos com diâmetro interno entre 57 e 426 mm, com espessura entre 3 e 30 mm

20

Laminador de tubos com costuraTubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm

e espessura de parede entre 2 e 5 mm

21

LAMINAÇÃO SEQUENCIAL DE PERFIS

22

CILINDROS DE LAMINAÇÃO

• Considerados os principais componentes de

um laminador

• Superfície cilíndrica ou ranhurada

• Laminação primária: resistência mecânica,

maiores diâmetros

• Laminação de acabamento: dureza

superficial, diâmetros menores

23

CILINDROS DE LAMINAÇÃO

• Materiais:– Desbaste: aços carbono

e aços ligados

– Intermediária: Aços ligados e ferro fundido

– Acabamento: ferros fundidos

24

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

25

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

• Esforço preponderante: Compressão direta• Arco de contato• Ponto neutro (C): Pressão máxima, Atrito nulo• Ângulo de laminação (), ângulo de contato

ou ângulo de ataque min: ângulo de mordida• tg variável. Para efeitos de cálculo:

– laminação a frio, com lubrificação: = 0,05 - 0,10– laminação a quente: = 0,2 a grimpamento

26

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

• Força de atrito: no sentido de laminação até o ponto neutro e no sentido contrário a partir dele.

• Carga de laminação: Força de compressão, também conhecida como força de separação

• Pressão exercida: carga de laminação dividida pela área de contato.

27

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

• Considerando-se volume constante:– b.h0.v0 = b.hf.vf = b.h.v

b = largura da chapa– Observações experimentais indicam maiores

variações em v.– Velocidade aumenta em contato com cilindros– No ponto neutro a velocidade da chapa se

iguala à velocidade tangencial dos cilindros.

28

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

• Arco de contato:• Lp =

h = h0 - hf

• Pressão dos rolos: P = Pr/b.Lp

Pr = Força de compressão

b = largura da chapa

Lp = arco de contato entre a peça e o cilindro

hR

29

• Valor máximo (C): Curva - superfície de contato

• Área hachurada: força de laminação necessária para vencer a força de atrito

• Área sob AB: força para a deformação

FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS

30

DEFEITOSPRODUTOS SEMI-ACABADOS

• Blocos losangulares• com colarinhos• com nervuras• torcidos• cambados• bojudos• Tarugos bojudos• TRINCAS

• Tarugos com uma nervura lateral

• com duas nervuras laterais

• com colarinhos• com cantos

incompletos• retangulares

31

DEFEITOSPRODUTOS ACABADOS

FORMA• Encurvamento• Arco transversal• Retorcimento• Cambamento• Laterais ou centro

alongados• Espinhas de peixe• Ondulação a um

quarto

SUPERFÍCIE• Cascas• Carepas• Costuras• Orifícios• Marcas de cilindros• Linhas de distensão• Casca de laranja• Ferrugem