PROCESSO DE FABRICAÇÃO A primeira ferramenta foi o machado de mão feita com pedra lascada, era usado para defesa, pescar, caçar e cultivar a terra. A pedra era usada como principal matéria prima para fabricar facas, serras, martelos, lanças e etc. Para sobrevivência na agricultura foi criado o arado, enxada, foice, trator. O Homem primitivo descobriu que com a cerâmica podia transformar os materiais, a argila quando molhada ficava fácil de moldar e quando seca virava pó. Quando aquecida a uma temperatura maior que 600° C ela não se desmanchava na agua e mantinha sua forma. A cerâmica solida em contato com fogo rachava. (o cozimento deixava mais resistente). Com a cerâmica foi descoberto o processamento dos metais. O primeiro metal fundido foi o cobre, depois o bronze ate chegar ao ferro, o método usado era o forjamento onde a massa de metal aquecida era martelada ate obter a forma desejada. As primeiras maquinas de ferramentas foram o torno, e fresadora, que livraram o homem de um grande esforço físico, pois agilizaram a produção, aumentando a produção de instrumentos para agricultura, cerâmicas, armas, etc.

FUNDIÇÃOÉ o processo mais antigo e versátil. Permite produzir peças com formas praticamente definitivas, limitações mínimas em termos de tamanho, forma e complexidade. A fundição é o processo de fabricação de peças metálicas, no qual o metal liquido preenche a cavidade do molde com formato e medidas da peça que ser quer fabricar. Através da fundição é feito o lingote (blocos de fundição), com o lingote faz a conformação mecânica para obter as chapas, placas e perfis. Além dos aços, vários outros tipos de ligas são processados por fundição desde que tenham as propriedades necessárias para este processo. Os primeiros metais fundidos foram o cobre, o bronze, ferro, aço. Os principais equipamentos surgiram na RI.

PROPRIEDADES: 1° Temperatura de fusão: é a temperatura em que o metal passa do estado solido para o liquido 2° Fluidez: é a capacidade de uma substancia escoar com maior ou menor facilidade

VANTAGENS DA FUNDIÇÃO: *A matéria prima dela é o metal fundido. Outros processos utilizam como matéria prima o produto semi-pronto (chapas, barras, tubos, fios e arames) necessitando de uma serie de etapas antes de serem transformadas.* Economia, podendo produzir peças de qualquer forma, interna ou externa.*Produção de peças muito pequenas e com paredes finas ou extremamente grandes, dependendo da capacidade das instalações físicas. *Automatização (peças em serie com mais rapidez)

FUNDIÇÃO PASSO A PASSO: CONFECÇÃO DO MODELO CONFECÇÃO DO MOLDE CONFECÇÃO DOS MACHOS FUSÃO DO METAL VAZAMENTODESMOLDAGEM ACABAMENTO.1° confecção do modelo: tem o formato aproximado da peça que vai ser fundida, (feito de madeira, aço, alumínio e resina plásticas quando quer produzir muitas peças, e feito de isopor quando se quer produzir apenas uma peça).2° confecção do molde: a partir do modelo é construído o molde que é o recipiente no qual vai ser colocado o metal fundido, é feito de material refratário (resistente ao calor) nesse caso o material é areia misturado com aglomerante.3° confecção dos machos: feito de areia, os machos servem para formar os furos vazios e reentrâncias nas peças (antes de fechar os moldes para receber o liquido e colocado o macho).4° fusão do metal: onde o liquido e despejado no cadinho que recebe e leva o metal ate onde estão os moldes.5° vazamento: recebe então o metal liquido que assume a forma do molde e vai se solidificar6° desmoldagem: retirada do molde, pode ser feita manualmente ou por processo mecânico dependendo da fundição.7° acabamento: etapa da limpeza e rebarbação onde tira as sobras de metal. São usados jatos abrasivos para limpeza.

FUNDIÇÃO POR MOLDAGEM EM AREIA: É o processo mais simples e mais usado, a areia fundida e a areia com aglomerante usada para fazer o molde. A fundição manual atende encomendas de peças especiais.QUALIDADE DE UM MOLDE* resistência para suportar a pressão e ação corrosiva que o metal exerce* produção mínima de gás durante a fundição (para impedir a contaminação do metal ou rompimento do molde)* permeabilidade suficiente para que s gazes saiam durante o vazamento.* refratariedade: permite suportar altas temperaturas e que facilite a desmoldagem * a matéria prima utilizada e areia verde que e composta por uma base sílica de argila e agua para umedecer a mistura e assim fazer o moldeVANTAGENS DA MOLDAGEM POR AREIA VERDE* Mais barato, Reutilização da areia, Estabilidade dimensional, Menos trincas nas peças fundidas.DESVANTAGENS DA MOLDAGEM POR AREIA VERDE* Controle de areia é mais critico, Maior erosão em peças maiores, acabamento pior em peças maiores. * Estabilidade dimensional menor em peças maiores.

SHELL MOLDING (Moldagem de casca): aglomeração a quente. Os modelos são feitos em metal para resistir ao calor e ao desgaste.

VANTAGENS:* Permite que os moldes e machos sejam estocados. Fornece bom acabamento para superfície da peça* podem trabalhar com tolerâncias mais estreias. Facilidade na liberação de gases*automatizado: adequado para peças pequenas ou de formato complexoDESVANTAGENS* Custo mais caro

FUNDIÇÃO PRECISÃO: É quando a peça é de formato complexo, acabamento perfeito e de tolerâncias estreitas nas medidas. Pode-se fundir ligas de alumínio, níquel, magnésio, cobre, cobre berílio, bronze, silício, ligas resistentes ao calor, Além do aço e aço inoxidável (ligas para produção de peças estruturais, fabricação de motores de aviões, equipamentos de processar alimentos, peças automotivas, etc...). Na fundição de precisão tanto o molde quanto o modelo são destruídos depois da produção da peça. Os modelos para confecção dos moldes são produzidos em cera, a partir de uma matriz de metal formada por cavidade que tem formato e dimensões da peça que queremos fundir. Os moldes são feitos a partir de uma pasta de lama refrataria (feita de sílica ou zirconitato que são aglomerantes). Esse método também e chamado de fundição por cera perdida, onde a cera derretida é reaproveitada. VANTAGENS* Produzir peças em massas mesmo com formatos complicados (nesse processo se consegue produzir o que no outro não conseguiria).* Reproduzir detalhes precisos de construção. Maior precisão dimensional e superfícies bem acabada* Controle rigoroso da estrutura do material fundido para garantir controle preciso nas propriedades mecânicas da peça.DESVANTAGENS* Custo elevado (pela complexidade do produto e as ligas utilizadas nos processos). A fundição de precisão é indicada para aplicações especificas que compensem seu custo.* Ciclo das peças são ais longos. Peso limitado aproximadamente 100 kg

MOLDES PERMANENTES A fundição de molde permanente usa moldes metálicos, cada molde produz aproximadamente 100.000 peças, usados tantos nos processos de fundição por gravidade quanto por pressão. O molde metálico é usado para produzir peças com temperatura de fusão menor que a de aço. Ex: chumbo, zinco, alumínio, magnésio, bronze. A liga de aço e usado apenas em fundição de areia por aguentar temperatura alta. O molde permanente e usado e fabricação de bases de maquinas, cabeçotes, bielas, peças automotivas.CARACTERISTICAS* Proporcionar maior uniformidade e melhor acabamento. Tolerância dimensional mais estreita, melhores propriedades mecânicas.

FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO: O metal é injetado no molde, pode ser feita ate 1 milhão de injeções no moldePROCESSO AUTOMATIZADO: Maquina de câmera quente e friaVANTAGENS* Peças de liga de alumínio Maior resistência. Pouco preparo prévio. Produz peças de formas complexas e de paredes finas* tolerância dimensional estreita. Alta produção e alta durabilidade das matrizesDESVANTAGENS* limitações no uso: é usado nas ligas não ferrosas. Limitações no peso, não passam de 5 kg.* provoca retenção de ar nas matrizes causando problemas de acabamento. Alto custoÉ viável em produções de grandes volumes do tipo automobilísticas. ex: fechaduras, maçanetas, carroças, em industrias aeronáuticas esp. Liga de alumínio e magnésio

FUNDIÇÃO AUTOMOTIVA: A linhas de montagem, ganharam impulso depois que o computador entrou nas fábricas dando mais flexibilidade, ajudando nos projetos, a fazer analise da resistência da peça que vai ser fundida, verificando a capacidade da peça a suportar esforços e variações de temperaturas. A partir do desenho pode produzir o programa computacional esse programa controla os movimentos da ferramenta ou da maquina operatriz computacional. O homem faz apenas o programa e o acabamento das peças. No computador pode-se fazer o projeto, modelo e molde.FUNÇÕES DA MAQUINA DE MOLDAGEM:* Receber as caixas de moldagem* Preencher as caixas com areia de moldagem e compacta-la* Posicionar os machos e fechas as caixasO sensor e um dispositivo elétrico que avisa a CLP (Controlador logico programável) se as ordens estão sendo compridas a risca. O CLP pode corrigir o desvio entre a ordem do programa e aquela executada pelas maquinas (controla pressão de injeção do metal, a força de fechamento do molde, a vazão e a pressão do óleo lubrificante).

CONFORMAÇÃO MÊCANICA: Operação a qual se aplicam esforços mecânicos em metais, que resultam em uma mudança permante em suas dimensões.PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA: FORJAMENTO LAMINAÇÃO EXTRUSÃO TREFILAÇÃO

PROPRIEDADES IMPORTANTES* Elasticidade: Capacidade que o material tem de se deformar quando é aplicado um esforço, e voltar à forma anterior quando o esforço para de existir. * Plasticidade: Quando o material e submetido a um esforço de intensidade maior e prolongado, o material se deforma e mantem essa deformação.* Maleabilidade (a frio ou a quente) – laminação e martelamento: modifica com facilidade

LAMINAÇÃO- DEFINIÇÃO Processo de conformação mecânica que modifica o metal (em forma de barra, lingote, placas) pela passagem de 2 cilindros com sentidos oposto e mesma velocidade , onde a cada passagem o metal sofre uma redução de espessura, e aumento de largura e comprimento sendo que a largura e limitada pelo tamanho do cilindro. Possui alta produtividade e controle dimensional do produto acabado bastante preciso.

DEFORMAÇÃO PLÁSTICA: Deformação Plástica é quando a tensão não é mais proporcional à deformação ocorrendo então à deformação não recuperável e permanentePROPRIEDADES DOS MATERIAIS: Depende de como os átomos estão agrupados. Materiais com a estrutura cubica de face centrada (CFC) estão agrupados de forma que permite o deslocamento de camadas de átomos sobre outras camadas, por isso uma estrutura dessa se deforma mais facilmente (materiais rígidos: cobre, aço). Na laminação parte dos lingotes que passam pelos laminadores podem se transformar em produtos de uso intermediários ex: fabricação de automóveis e geladeiras ou de uso imediato como trilhos, vigas e perfis.

LAMINAÇÃO A QUENTE: Quando o material é difícil de ser conformado a frio ou quando necessita de grandes reduções de espessuras. ex: aço quando aquecido apresenta configurações de CFC e as forças de coesão são menores o que também facilita deformação. LAMINAÇÃO A FRIO: Se aplica a metais de fácil conformação de temperatura (ambiente), é mais econômico e garante melhor acabamento e uma maior precisão dimensional.ENCRUAMENTO: resultado da mudança na estrutura do metal associada à deformação permanente dos grãos do material quando este e submetido à deformação a frio. O encruamento aumenta a dureza e resistência mecânica. Quando se necessita de precisão dimensional e ductilidade, a chapa laminada a frio passa por um tratamento térmico chamado recozimento.Recozimento - Objetivos principais:* Remover tensões devido aos processos de conformação mecânica a quente ou a frio.* Diminuir a dureza, Melhorar a ductilidade, ajustar o tamanho dos grãos.* Produzir uma estrutura definida, eliminar os defeitos de qualquer tratamento mecânico e térmicos a que o material tenha sido anteriormente submetido.COMPOSIÇÃO DAS INSTALAÇÕES DE UMA LAMINAÇÃO:* fornos de aquecimento e reaquecimento de lingotes;* placas e tarugos, Sistemas de roletes para deslocar os produtos;* mesas de elevação e basculamento, tesouras de corte, e principalmente, o laminador.

CILINDROS: Aplicam esforços para deformar o metal. Podem ser fundidos ou forjados, são fabricados em ferro fundido ou aço especial dependendo das condições de trabalho a que eles são submetidos, podem ser lisos para produção de placas e chapas ou com canais para produção de perfis.

GRUPO DE LAMINADORES: recebe o nome de trem de laminação. Trabalham os equipamentos auxiliares, tais como, os empurradores, as mesas transportadoras, as tesouras, as mesas de elevação. Sua denominação depende do numero de cilindros que possui. Na laminação o metal é passado diversas vezes pelo laminador a fim de que o perfil ou a chapa adquiram ou o formato, ou a espessura adequada para o próximo uso. Nessas passagens, você obtém inicialmente a laminação de desbaste, cuja função é transformar os lingotes de metal em produtos intermediários ou semi-acabados como blocos, placas e tarugos.Esses produtos passam depois pelos laminadores acabadores onde são transformados em produtos acabados como perfilados, trilhos, chapas, tiras.

ETAPAS DE LAMINAÇÃO DE UM PRODUTO PLANO:1° lingote pré-aquecido passa pelo laminador de desbaste transformando em placas2° a placa e reaquecida e passa por um laminador com a função de quebrar a camada de óxido que se formou no aquecimento. Nesta operação entra em ação o jato de agua de alta pressão 3° Transportadores roletes levam a placa ate outro laminador que diminui a espessura e aumenta a largura. Ao sair a chapa passa por 1 dispositivo que achata as duas bordas e por uma tesoura de corte a quente 4° a placa chega ao conjunto de laminadores acabadores que pode ser formado por 6 laminadores quadruos. Sofre reduções sucessivas ate atingir a espessura desejada 5° depois da ultima cadeira acabadora, a chapa e enrolada em bobina por meio de bobinadeiras.

DECAPAGEM: processo de limpeza da superfície da bobina para se obter uma espessura ainda mais fina.CARACTERISTICAS DOS PRODUTOS LAMINADOS: Esses produtos estão sempre em barras, perfis ou chapas e seu comprimento é sempre maior que a largura. Usado nas construções civis e indústrias mecânicas.

DEFEITOS:VAZIOS - podem ter origem nos rechupes ou nos gases retidos durante a solidificação do lingote. Eles causam tanto defeitos de superfície quanto enfraquecimento da resistência mecânica do produto.GOTAS FRIAS - são respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteira durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no material até o produto acabado na forma de defeitos na superfície.TRINCAS - aparecem no próprio lingote ou durante as operações de redução que acontecem em temperaturas inadequadasDOBRAS - são provenientes de reduções excessivas em que um excesso de massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe seguinte.INCLUSÕES - são partículas resultantes da combinação de elementos presentes na composição química do lingote, ou do desgaste de refratários e cuja presença pode tanto fragilizar o material durante a laminação, quanto causar defeitos na superfície.SEGREGAÇÕES - acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes mais quentes do lingote, as últimas a se solidificarem. Elas podem acarretar heterogeneidades nas propriedades como também fragilização e enfraquecimento de seções dos produtos laminadosAlém disso, o produto pode ficar empenado, retorcido, ou fora de seção, em consequência de deficiências no equipamento, e nas condições de temperatura sem uniformidade ao longo do processo.

EXTRUSÃO: Processo usado quando o produto tem perfil de formato complicado. Além do alumínio e do cobre, da pra fabricar produtos de aço carbono e aço inoxidável e também as embalagens de plástico. Alumínio pode se fabricar com secções resistentes e boa aparência nas superfícies. Os metais mais duros passam pelo processo de extrusão a quente EXTRUSÃO A QUENTE: é fundamental que a temperatura máx. do processo seja inferior a temperatura da liquação onde acontece a fusão do contorno dos grãos. As reduções de áreas são de ordem de 1 para 20EXTRUSÃO A FRIO: o material endurece por encruamento durante a deformação, porque os grãos de metal se quebram e aumentam as tensões na estrutura que fica mais dura. TIPOS DE PROCESSOS DE EXTRUSÃO: extrusão direta (mais usada por conseguir perfis com formatos complexos) extrusão indireta.DEFEITOS DA EXTRUSÃO* DEFORMAÇÃO: não e uniforme por todo tarugo. * CAVIDADE: Pode ocorrer no centro da superfície em contato com o pistão * ARRANCAMENTO: defeito que se forma na superfície do produto causando perda de material quando o produto passa rapidamente pela matriz (diminui a velocidade ou a temperatura de extrusão) * BOLHAS causadas pelos gases

TREFILAÇÃO: Possível conseguir produtos de grande comprimento continuo, seções pequenas, qualidade na superfície e ótimo controle dimensional. Na trefilação o material metálico é puxado para que seu diâmetro diminua e seu comprimento aumente, normalmente e feito a frio Ex: rolos de arames, cabos ou fios elétricos.MAQUINA DE TREFILAR: composta de varias bobinas Tem como objetivo reduzir o diâmetro do arame, sua matéria prima é fio maquina.ETAPAS DO PROCESSO DE TREFILAÇÃO: 1° laminação e usinagem para produção do frio maquina depois o frio maquina passa por uma decapagem mecânica ou química que retira os óxidos da superfície do fio maquina. Se for necessário reestabeler a ductilidade, a matéria passa por um tratamento de recozimento. TIPOS DE MAQUINA DE TREFILAR: a mais comum e a que faz trefilação sem deslizamento via seco. Trefilação com deslizamento via úmida, e é usada para trefilação de fios metálicos de pequeno diâmetro.CARACTERISTICAS DE PRODUTOS TREFILADOS: grande comprimento e pequena secção transversal, as barras tem diâmetro maior que 5 m, já os arames ou fios tem diâmetros menor. DEFEITOS DE PRODUTOS TRIFILADOS:* DIAMETRO ESCALONADO defeito causado por partículas duras retidas na fieira e que se soltam depois. *FRATURA IRREGULAR COM ESTRANGULAMENTO causada por pouca lubrificação por excesso de espiras no anel tirante, por anel tirante rugoso ou com diâmetro incorreto ou pela redução excessiva. FRATURA com risco lateral ao redor na marca de inclusão causada por partícula dura inclusa no fio inicial.* FRATURA COM TRINCA aberta em duas partes causadas por trincas na laminação *MARCAS EM FORMA DE V OU FRATURA EM ÂNGULO causada por redução grande e parte cilíndrica pequena com inclinação do fio na saída, inclusão de partículas no contato fio fieira e inclusão de partículas duras estranhas. *RUPTURA TAÇA CONE causada por redução pequena e ângulo de fieira muito grande com deformação muito acentuada na parte central.

FORJAMENTOProcesso de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem. É usado para fabricação de produtos acabados ou semi acabados com alta resistência mecânica. As operações de forjamento são realizadas a quente, em temperaturas superiores às de recristalização do metal.FORJAMENTO POR MARTELAMENTO: feito com aplicações de golpes rápidos e sucessivos no metal. O martelamento produz deformação principalmente nas camadas superficiais da peça. Pontas de eixos, discos de turbinas e virabrequins são alguns produtos forjados fabricados por martelamento. Os martelos de forja aplicam golpes rápidos e sucessivos no metal através de uma massa de 200 a 3000quilogramas que cai livremente ou e impulsionada de uma altura que varias de 1 a 3,5m.

PRENSAGEM: o metal fica sujeito à força de compressão em baixa velocidade e a pressão máxima e atingida aos poucos antes da carga ser retirada, a força e aplicada gradativamente assim às camadas mais profundas da estrutura dos metais são atingidas tornando a deformação mais regular do que no martelamento. No forjamento por prensagem as prensas mecânicas do curso limitado são acionadas por eixos excêntricos e podem aplicar cargas de 100 a 8000 toneladas. Já as prensas hidráulicas podem ter grande cursos e são acionadas por pistões hidráulicos sua capacidade de aplicação de carga fica entre 300 e 50,000 toneladas.As operações de forjamento são realizadas a quente em temperaturas superiores as de recristalização do metal, tem q ser aquecida uniformemente em temperatura adequada.

MATRIZ: As matrizes de forjamento são submetidas a altas tensões de compressão, altas solicitações térmicas e, ainda, a choques mecânicos. Devido a essas condições de trabalho, é necessário que essas matrizes apresentem alta dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, alta resistência mecânica a quente e alta resistência ao desgaste, por isso, elas são feitas, em sua maioria, de blocos de aços-liga forjados e tratadas termicamente. Quando as solicitações são ainda maiores, as matrizes são fabricadas com metal duro.MATRIZ ABERTA: as matrizes têm geometria ou formatos bastante simples. Usado quando o número de peças que se deseja produzir é pequeno e seu tamanho é grande. É o caso de eixos de navios e de turbinas, virabrequins, anéis de grande porte, ganchos, correntes, âncoras, alavancas, excêntricos, ferramentas agrícolas etc.Encalcamento: Variedade de estiramento em que se reduz a secção de uma porção intermediária da peça, por meio de uma ferramenta ou impressão adequada.MATRIZ FECHADA: Para a confecção de uma única peça são necessárias várias matrizes com cavidades correspondentes aos formatos intermediários que o produto vai adquirindo durante o processo de fabricação. O metal ganha o formato da cavidade esculpida na matriz por isso existe uma restrição ao escoamento do material pelas laterais, matriz tem 2 metades a parte de baixo fica preso a bigorna e nela e colocado o metal aquecido a outra metade fica presa ao martelo ou na parte superior da prensa que cai sobre a metade inferior e faz o material escoar e preencher a cavidade da matriz.PROBLEMAS DE FORJAMENTO POR MATRIZ FECHADA: Rebarba (por isso as matrizes possuem calhas que evitam que as rebarbas sejam muito grandes).

ETAPAS NO FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA:1. Corte do blank, do pedaço de metal em barra no tamanho necessário.2. Aquecimento - realizado em fornos.3. Forjamento intermediário, realizado somente quando é difícil a conformação em uma única etapa.4. Forjamento final - feito em matriz, já com as dimensões finais da peça.5. Tratamento térmico - para a remoção das tensões, homogeneização da estrutura, melhoria da usinabilidade e das propriedades mecânicas.

TRATAMENTOS TERMICOSTêmpera: Tratamento térmico de endurecimento, realizado em todos os aços temperáveis. Realiza-se têmpera com resfriamento em óleo ou em água em fornos com atmosfera controlada e protetoraRevenido: Tratamento térmico que visa corrigir certos efeitos da têmpera, quando se manifesta uma dureza ou fragilidade excessiva ou quando se receiam tensões internas perigosas. Realizado em forno tipo poço com circulação de ar forçada.

Normalização: Tratamento térmico que visa obter granulação mais fina e homogeneização da estrutura dos aços que não necessitam de endurecimento. Realizada em fornos com atmosfera controlada.

Recozimento: Tratamento térmico que visa restituir ao material suas propriedades normais que foram alteradas por um tratamento mecânico ou térmico anterior.

DEFEITOS DOS PRODUTOS FORJADOS Falta de redução – caracteriza-se pela penetração incompleta do metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontece quando são usados golpes rápidos e leves do martelo.Trincas superficiais - causadas por trabalho excessivo na periferia da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente.Trincas nas rebarbas - causadas pela presença de impurezas nos metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas rebarbas e podem penetrar na peça durante a operação de rebarbação.·.Trincas internas - originam-se no interior da peça, como consequência de tensões originadas por grandes deformações.Gotas frias - são descontinuidades originadas pela dobra de superfícies, sem a ocorrência de soldagem. Elas são causadas por fluxos anormais de material quente dentro das matrizes, incrustações de rebarbas, colocação inadequada do material na matriz.Incrustações de óxidos - causadas pela camada de óxidos que se formam durante o aquecimento. Essas incrustações normalmente se desprendem, mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças.Descarbonetação - caracteriza-se pela perda de carbono na superfície do aço, causada pelo aquecimento do metal.Queima - gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos, formando películas de óxidos. Ela é causada pelo aquecimento próximo ao ponto de fusão.