Laminação
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CONFORMAÇÃO PLÁSTICA
LAMINAÇÃO
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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.
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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
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CONCEITOS BÁSICOS
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CONCEITOS BÁSICOS
• Movimentação da peça: Atrito
• Volume constante
• A quente e a frio
• Compressão direta
• Produtos planos e não-planos
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CONCEITOS BÁSICOS
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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
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LAMINAÇÃO A QUENTE
• Recuperação da estrutura
• Ausência de encruamento
• Baixa precisão dimensional
• Baixo acabamento superficial
• Casca de óxidos (carepa)
• Produtos semi-acabados
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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
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LAMINAÇÃO A FRIO
• Melhor acabamento superficial
• Superfícies regulares
• Melhor precisão dimensional e geométrica
• Encruamento– Maior resistência mecânica– Tratamentos térmicos intermediários
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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.
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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
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LAMINADORES
• Alta potência
• Arranjados em linha: trem de laminação
• Classificados em função do número e
arranjo dos cilindros
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LAMINADORES
• Mais simples e comum• Movimento em um
único sentido
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LAMINADORES
• Mesma configuração básica
• Movimento em dois sentidos
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LAMINADORES
• Cilindros superior e inferior movidos por motores
• Cilindro central movido por atrito
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LAMINADORES
• Diminuição do diâmetro dos cilindros condutores representa diminuição substancial da potência requerida
• Necessário cilindros de encosto
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LAMINADORES
• Cada um dos rolos de trabalho é apoiado por dois cilindros de encosto
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LAMINADORES
• Laminador Mandrilador
• Tubos com diâmetro interno entre 57 e 426 mm, com espessura entre 3 e 30 mm
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Laminador de tubos com costuraTubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm
e espessura de parede entre 2 e 5 mm
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LAMINAÇÃO SEQUENCIAL DE PERFIS
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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
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CILINDROS DE LAMINAÇÃO
• Materiais:– Desbaste: aços carbono
e aços ligados
– Intermediária: Aços ligados e ferro fundido
– Acabamento: ferros fundidos
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FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS
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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
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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.
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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.
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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
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• 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
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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
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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