Conformação-Mecânica-e-Forjamento

CONFORMAO MECNICA

FORJAMENTO

MINISTRIO DA EDUCAOSECRETARIA DE ECUCAO PROFISSIONAL E TECNOLGICAINSTITUTO FEDERAL DE SANTA CATARINACAMPUS CHAPEC

E-mail: [email protected]

Blog: http://professores.chapeco.ifsc.edu.br/vinicius

PROF.: VINCIUS RODRIGUES BORBA

Processo de Conformao Mecnica

O processo de fabricao em que a forma de uma certa pea

modificada pela deformao plstica.

A distribuio do material no

estado slido geralmente obtidoestado slido geralmente obtido

aplicando-se presso no metal

fazendo com que o mesmo se

deforme plasticamente at atingir

a forma desejada.

Cerca de 80% dos produtos metlicos manufaturados sofrem uma ou mais operaes de conformao mecnica


Vantagem econmica

Bom aproveitamento de matria-prima (poucas sobras)

Rapidez na execuo

A moldagem realizada geralmente em poucos segundos

Controle das propriedades mecnicas Controle das propriedades mecnicas

Facilidade em alterar a microestrutura do material

Grande preciso dimensional

possvel trabalhar com estreitas tolerncias dimensionais

Produo em srie

Fcil automao


Escoamento

Estrico

Ruptura

GENERALIDADES Curva tenso x deformao

Escoamento

Regio ElsticaRegio plstica com deformao uniforme

Regio plstica com deformao

NO uniforme


Existem centenas de processos de conformao

mecnica, podendo ser classificados em grupos,

seguindo alguns critrios, como:

Tipo de esforo dominante;

Temperatura de trabalho;

Forma do produto final;

Tamanho da regio de deformao;

Escoamento do material;

Produtos obtidos.


A conformao mecnica para produo de peas metlicasinclui um grande nmero de processos em funo de tiposde esforos aplicados. So classificados em:

Processo de compresso diretaLaminao e forjamentoLaminao e forjamento

Processo de compresso indiretaTrefilao, extruso e estampagem

Processo de traoTracionamento

Processo de dobramentoDobramento

Processo de cisalhamentoCorte

Temperatura de Trabalha

Trabalho a quente (TTrabalho > Trecristalizao)

Trabalho a frio (Ttrabalho < Trecristalizao)

Trabalho a morno (Ttrabalho Trecristalizao)


Quanto temperatura de trabalho

O que :

Recristalizao?

Recuperao?

Temperatura de recristalizao?

Temperatura de recuperao?

Recristalizao

Quando o material deformado plasticamente ele movimenta

discordncias.

A movimentao de discordncias gera novas discordncias, tendo-se

como consequncia o aumento na densidade de discordncias.

Este fenmeno chamado de encruamento tem como consequncia oEste fenmeno chamado de encruamento tem como consequncia o

aumento do LE do material e reduo da plasticidade do mesmo.

Recristalizao

A recristalizao devolve ao material seu LE e plasticidade

originais. Os gros encruados (deformados) so substitudos

por novos gros com menor densidade de discordncias.

Recristalizao

Gros encruados Gros recristalizados

Recristalizao

encruado 10%recrist.

50%recrist.

100%recrist.

Cresc.de gro

Cresc.de gro

Recristalizao

R

E

C

R

I

S

T

A

L

I

Z

A

O

R

E

C

R

I

S

T

A

L

I

Z

A

O

Recuperao

Na recuperao no h formao de novos gros, mas

somente a movimentao de algumas discordncias que so

reorganizadas e, eventualmente, anuladas formando-se uma

estrutura interna com subgros.

A recuperao devolve parte da plasticidade do material

sem que o mesmo perca demasiadamente o LE adquirido

pelo encruamento.

Recuperao

Ao 1010 encruado e recozido a 550 C

SomenteRecuperao

Ao 1010 encruado e recozido a 600 C

SofreuRecristalizao

Temperatura de Recristalizao

A temperatura de recristalizao diz respeito temperatura

correspondente quela na qual um material severamente

encruado ir atingir a total recristalizao em 1 hora.

Material Temp recrist. (C)Ao baixo carbono 538Cobre eletroltico 121

Alumnio 279Nquel 571Zinco 10

Chumbo -4Estanho -4

CONFORMAO MECNICA

FORJAMENTO


Forjamento

Forjamento

Pisto Forjado

Forjamento

a operao de conformao mecnica efetuadas com

esforo de compresso sobre um material dctil, de tal

modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da

ferramenta de trabalho.ferramenta de trabalho.

Histrico

Teve origem no trabalho dos ferreiros.

A substituio do brao do ferreiro ocorreu na revoluo industrial.

Hoje existe um ampla variedade de mquinas de forjamento, capaz de produzir peas das mais variadas formas e tamanhos, tais como:tais como:

Pistes;

Alfinites;

Rotores de turbinas;

Parafusos;

Porcas e etc.

Caractersticas

Na maioria das operaes de forjamento emprega-se um

ferramental, constitudo por um par de ferramentas de

superfcie plana ou cncava, denominados:

Matrizes ou estampos Matrizes ou estampos

Tipos de Forjamento

A quente:

A maioria das operaes de forjamento executada aquente.

A frio: So produzidas por forjamento a frio uma grandevariedade de peas pequenas, tais como parafuso, pinos,porcas, engrenagens, pinhes, etc.

Forjamento

Forjamento de matriz aberta (forjamento Livre)

Forjamento de matriz fechada

Forjamento

Forjamento

Equipamentos

Martelos de forja

Deforma o metal atravs de rpidos golpes de impacto na superfcie do mesmo. Gera deformao irregular nas fibras superficiais, dando grande resistncia mecnica. Exemplos: ponta de eixo, virabrequins, etc. Exemplo

Prensas

Deforma o metal submetendo-o a uma compresso contnua comvelocidade relativamente baixa. Todas as camadas da estrutura so atingidas, dando maiorhomogeneidade estrutura da pea. Exemplo

Processo Convencional do Forjamento

1. Corte do material

2. Aquecimento (para forjamento a quente)

3. Pr-conformao mediante operaes de forjamento livre,tambm conhecida como conformao intermediria

4. Forjamento em matriz (em uma ou mais etapas)

5. Rebarbao

6. Tratamento trmico (remoo de tenses, homogeneizao daestrutura, melhoria da usinabilidade e propriedades mecnicas).

Materiais para Forjamento

De um modo geral, todos os materiais conformveis podem ser

forjados, os mais usados so:

Aos (comuns e ligados)

Ligas de alumnio

Ligas de cobre (especialmente lato)

Ligas de magnsio

Ligas de nquel

Ligas de titnio

Forjamento em Matriz Aberta

O material conformado entre matrizes planas ou de

formato simples, que normalmente no se tocam.

Vantagens

Matrizes simples e baratas;

Grande faixa de tamanhos;

Boa resistncia mecnica.


Limitaes

Somente formatos simples;

Difcil obter tolerncias estreitas;

Usinagem requerida;

Baixa taxa de produo;

Pouco aproveitamento do material;

Maior habilidade requerida.


Outros operaes de forjamento livre:

Recalque

Estiramento Estiramento

Encalcamento

Caldeamento

Cunhagem

Recalque

Compresso direta do material entre um par de ferramentas de

face plana ou cncava, visando primariamente reduzir a altura

da pea e aumentar a sua seco transversal.

Exemplo

Estiramento

Visa aumentar o comprimento de uma pea s custas da sua espessura.

Exemplo

Encalcamento

Variedade de estiramento em que se reduz a seco de umaporo intermediria da pea, por meio de uma ferramenta ouimpresso adequada.

Exemplo

Caldeamento

Visa produzir a soldagem de duas superfcies metlicas limpase aquecidas, postas em contato e submetidas compresso.

Exemplo: fabricao de correntes de elo de ao.

Exemplo

Cunhagem

Geralmente realizada a frio, empregando matriz fechada ouaberta, visa produzir uma impresso bem definida nasuperfcie de uma pea.

Exemplo

Forjamento em Matriz Fechada

O material conformado entre duas metades de matriz quepossuem, gravadas em baixo-relevo, impresses com oformato que se deseja fornecer pea.

A deformao ocorre sob alta presso em uma cavidadefechada ou semi-fechada, permitindo assim obter-se peascom tolerncias dimensionais menores do que no forjamentocom tolerncias dimensionais menores do que no forjamentolivre.


A obteno de um formato complexo normalmente no possvel com uma nica etapa de trabalho, exigindo uma oumais etapas de pr-forjamento.

As etapas de pr-forjamento so efetuadas em matrizes maissimples, ou geralmente em matriz aberta.


Pr forjamento Forjamento Acabamento e rebarbaoCorte da tira


Vantagens

Melhor aproveitamento do material

Melhores propriedades

Boa preciso dimensional Boa preciso dimensional

Alta taxa de produo

Boa reprodutibilidade

Rebarba

Atuar como "vlvula de segurana" para o excesso de metal na cavidade das matrizes.

Regular o escapamento do metal, aumentando a resistncia ao escoamento do sistema de modo que a presso cresa at valores elevados, assegurando que o metal preencher todos valores elevados, assegurando que o metal preencher todos os recessos da cavidade.

Defeitos nos Produtos Forjados

1. Falta de reduo: caracteriza-se pela penetrao incompleta do metal na cavidade da ferramenta.

2. Trincas superficiais: causadas por trabalho excessivo naperiferia da pea em temperatura baixa, ou por algumafragilidade a quente.fragilidade a quente.

3. Trincas nas rebarbas: causadas pela presena de impurezasnos metais ou porque as rebarbas so pequenas.

4. Trincas internas: originam-se no interior da pea, comoconsequncia de tenses originadas por grandesdeformaes.

Defeitos nos Produtos Forjados

5. Gotas frias: Elas so causadas por fluxos anormais demateriais quente dentro das matrizes, incrustaes derebarbas, colocao inadequada do material na matriz.

6. Incrustaes de xidos: causadas pela camada de xidos quese formam durante o aquecimento.se formam durante o aquecimento.

7. Descarbonetao: caracteriza-se pela perda de carbono nasuperfcie do ao, causada pelo aquecimento do metal.

8. Queima: gases oxidantes penetram nos limites dos contornosdos gros formando pelculas de xidos. Ela causada peloaquecimento prximo do ponto de fuso.

Referncias

CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecnica Processos de fabricao eTratamento. 2 edio So Paulo: McGraw-Hill, 1986.

MORO, Norberto; AURAS, Andr P. Processos de fabricao Conformaomecnica I Generalidades, Laminao e Forjamento. Disponvel em. Acesso em: 23 defevereiro de 2012.fevereiro de 2012.

PAVANATI, C. Henrique. Processos de Fabricao . Disponvel em . Acesso em: 9 deoutubro de 2012.

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