Questionário Completo Sobre Conformação com Referências

1.      Defina Deformação plástica e elástica e qual a importância de cada uma no processo de conformação.

Deformação elástica não é permanente, o que significa que quando uma carga é aplicada e liberada a peça retorna à sua forma original. (CALLISTER, WILLIAN Pag.175( 2000))

            Para a maioria dos matérias metálicos, a deformação plástica persiste apenas até a deformação de aproximadamente 0,005. À medida que o material é deformado além desse ponto, atenção não é proporcional à deformação e ocorre de deformação permanente e não recuperável, ou deformação plástica. (CALLISTER, WILLIAN Pag.179 ( 2000))

·         deformação elástica – é aquela em que removidos os esforços atuando sobre o corpo, ele volta a sua forma original

·         deformação plástica – é aquela em que removidos os esforços, não há recuperação da forma original.

http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6521-comportamento-elastico-e-plastico-dos-materiais#.VwFQwvkrLIU

Callister, Jr.(William D.). Fundamentos Da Ciência E Engenharia de Materiais: Uma Abordagem Integrada , pag. 175 e 179 Grupo Gen-LTC, 2000.

2.       Explique o fenômeno do encruamento como isso ocorre no processo de conformação.

O trabalho a frio é acompanhado do encruamento (inglês "strain hardening") do metal, que é ocasionado pela interação das discordâncias entre si e com outras barreiras – tais como contornos de grão – que impedem o seu movimento através da rede cristalina. (http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6469-aspectos-de-temperatura-na-conformacao#.VwFQ9vkrLIU)

o encruamento se dá por meio de uma severa deformação plástica do metal a “frio" 1 . Esta deformação aumenta a quantidade (densidade) de discordâncias presentes, desordenando a estrutura cristalina, aumentando a resistência e diminuindo a ductilidade do metal. (http://cursos.unisanta.br/mecanica/ciclo8/Capitulo2-parte1.pdf)

3.      Defina o que é conformação mecânica.

As operações de conformação são aquelas nas quais a forma de uma peça metálica é alterado por deformação plástica. (CALLISTER, WILLIAN Pag.519 ( 2000))

Os processos de conformação mecânica são processos de fabricação que empregam a deformação plástica de um corpo metálico, mantendo sua massa e integridade. (http://www.dalmolim.com.br/educacao/materiais/biblimat/siderurgia3.pdf).

4.      O que é conformabilidade e como ela pode ser medida?

O conceito de conformabilidade plástica está intimamente relacionado à capacidade de promover-se a modificação da forma de um material metálico sem acarretar defeitos que inviabilizem seu uso. Assim, geralmente, associa-se o termo conformabilidade a condições limites de deformação nas quais o material mantém-se íntegro. (BRESCIANI, BRESCIANI, capítulo 7, Parte 2, DIETER, ítens 5.10 e 20.7, SEMIATIN e JONAS (1.984), DIETER (1.984) e DIETER (1.988)).

A conformabilidade é proporcional da ductilidade de um matéria. Desta forma, pode-se dizer que se um material é mais dúctil, ele é mais conformável. Logo, é possível dizer que conformabilidade é a capacidade do material de se deformar plasticamente antes da sua ruptura ou seja ter ductilidade. Sua importância é dada no emprego de processos de fabricação que através da conformação do material, o torna útil para uma nova aplicação, A conformabilidade de um material pode ser medida através de ensaios mecânicos, ensaio de dureza e de embutimento. Nos ensaios mecânicos, ou seja, de tração, compressão e flexão, através da analise da curva tensão versus deformação ou mesmo através do alongamento ou estricção do corpo de prova. (http://moodle.joinville.ifsc.edu.br/~anael.krelling/Tecnologia%20em%20Mecatr%C3%B4nica/PFB64/2%20-%20Conformacao_Mecanica.pdf)

5.      Quais os fatores que podem afetar a conformabilidade dos aços?

A análise dos fatores de influência sobre a conformabilidade tais como o tipo de processo empregado (relacionado com o estado de tensão presente), a temperatura, o grau e a  taxa de deformação utilizados, será feita relacionando-se esses fatores com os resultados obtidos a partir de ensaios convencionais (tração, compressão, torção) e de ensaios de fabricação (estiramento, embutimento).

6.      O que é tenacidade e ductilidade e através de que ensaios podem ser medidos?

A ductilidade é uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado até a da fratura. Um metal que apresenta deformação plástica muito pequena ou nenhuma até a fratura.  Ensaio de Tração. . (CALLISTER, WILLIAN Pag.183 ( 2000))

A Tenacidade é um termo mecânico que pode ser usado sob vários contexto, em um deles, tenacidade (ou mais especificamente, a tenacidade a fratura) é uma propriedade indicativa da resistência de um material à fratura quando uma trinca está presente. Uma vez que é praticamente impossível fabricar materiais totalmente isentos de defeitos, a tenacidade à fratura é um ponto importante a ser considerado para todos os materiais estruturais.

A tenacidade é como a habilidade de um material absorver energia e deformar-se plasticamente antes de fraturar. Ensaio de Tração.  (CALLISTER, WILLIAN Pag. 186 ( 2000))

7.      Defina fadiga do aço.

Fadiga é uma forma de falha que ocorre em estruturas sujeitas a tensões dinâmicas e oscilantes. Sob essas circunstâncias, é possível a ocorrência de uma falha em um nível de tensão consideravelmente inferior ao limite de resistência à tração ou ao limite de escoamento para uma carga estática. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 285 ( 2000)).

Fadiga é um tipo de falha mecânica, causada primariamente pela aplicação repetida de carregamentos (tensões ou deformações) variáveis, sendo caracterizada pela geração e propagação lenta e gradual de trincas que levam à ruptura e ao colapso súbito do componente. (http:\\www.fem.unicamp.br\~comet).

8.      Quais as diferenças das propriedades entre um material conformado a quente e a frio.

Conformação a quente é quando a deformação é obtida em uma temperatura acima daquela na qual ocorre a recristalização, o processo é denominado trabalho a quente. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 520 ( 2000))

Conformação a frio produz um aumento na resistência com uma consequente diminuição na ductilidade, uma vez que o material encrua; as vantagens em relação ao trabalho a quente incluem melhor qualidade do acabamento da superfície. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 520 ( 2000)).

Conformar um material a frio significa conformá-lo abaixo da temperatura de recristalização. Essa deformação torna o metal mais duro e menos dúctil; com isso mais energia será necessária para a deformação e aumentarão as possibilidades de rupturas durante o processo. Conformar um material a quente, por sua vez, significa conformá-lo acima da temperatura de recristalização. O trabalho a quente também requer menor energia para a deformação do material, propicia o escoamento plástico sem o surgimento de trincas, diminui a heterogeneidade da estrutura, elimina bolhas de gás e porosidades e aumenta a ductilidade e a tenacidade do material. (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAGwAAI/questionario-pfa-parte-conformacao).

9.      Qual a relação entre tensão e deformação quando se dá a deformação do aço.

Se uma carga é estática ou se varia de maneira relativamente lenta ao longo do tempo e é aplicada uniformemente sobre uma seção transversal ou uma superfície de um elemento, o comportamento mecânico pode ser avaliado por um simples ensaio de tensão deformação. O grau no qual uma estrutura se deforma ou se alonga depende da magnitude da tensão imposta. Para a maioria dos metais submetidos a uma tensão de tração em níveis relativamente baixos, atenção e a deformação são proporcionais entre si. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 175 ( 2000)).

10.   Quais as vantagens e desvantagens de se efetuar conformação a quente de metais.

Nas operações de trabalho a quente são possíveis grandes deformações, que podem ser repetidas sucessivamente, pois o metal permanece dúctil e com baixa dureza. Além disso a energia necessária para a deformação é menor do que no trabalho a frio. Contudo, a maioria dos metais apresenta alguma oxidação de sua superfície, que resulta em perda de material e em um pobre acabamento final da superfície.  (CALLISTER, WILLIAN Pag. 520 ( 2000)).

Vantagens:

·         menor energia requerida para deformar o metal, já que a tensão de escoamento decresce com o aumento da temperatura;

·         aumento da capacidade do material para escoar sem se romper (ductilidade);

·         homogeneização química das estruturas brutas de fusão (e.g., eliminação de segregações) em virtude da rápida difusão atômica interna;

·         eliminação de bolhas e poros por caldeamento;

·         eliminação e refino da granulação grosseira e colunar do material fundido, proporcionado grãos menores, recristalizados e equiaxiais;

·         aumento da tenacidade e ductilidade do material trabalhado em relação ao bruto de fusão.

Desvantagens:

·         necessidade de equipamentos especiais (fornos, manipuladores, etc.) e gasto de energia para aquecimento das peças;

·         reações do metal com a atmosfera do forno, levando as perdas de material por oxidação e outros problemas relacionados (p.ex., no caso dos aços, ocorre também descarbonetação superficial; metais reativos como o titânio ficam severamente fragilizados pelo oxigênio e tem de ser trabalhados em atmosfera inerte ou protegidos do ar por uma barreira adequada);

·         formação de óxidos, prejudiciais para o acabamento superficial;

·         desgaste das ferramentas é maior e a lubrificação é difícil;

·         necessidade de grandes tolerâncias dimensionais por causa de expansão e contração térmicas;

·         estrutura e propriedades do produto resultam menos uniformes do que em caso de TF seguido de recozimento, pois a deformação sempre maior nas camadas superficiais produz nas mesmas uma granulação recristalizada mais fina, enquanto que as camadas centrais, menos deformadas e sujeitas a um resfriamento mais lento, apresentam crescimento de grãos.

(http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6472-trabalho-a-quente#.VwGcUvkrLIU)

11.   Quais as vantagens e desvantagens de se efetuar a conformação a frio de metais.

Nas operações de trabalho a frio produz um aumento na resistência com uma consequente diminuição na ductilidade. As vantagens em relação ao trabalho a quente incluem melhor qualidade do acabamento da superfície, melhores propriedades mecânicas. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 520 ( 2000)).

Trabalho a frio (abaixo da temperatura de recristalização):
O trabalho a frio ,ao contrário do trabalho a quente, é feito em condições onde não ocorre a recristalização do material, temperatura ambiente ou levemente aquecido, ele é acompanhado pelo encruamento, possui precisão nas dimensões da peça, os equipamentos utilizados são robustos.
Como o trabalho a quente, o trabalho a frio também tem desvantagens, é preciso fazer maior esforço mecânico, a tenacidade da peça é menor, pode causar deformação superficial na peça e anomalias. Porém a qualidade dos produtos conformados pelo trabalho a frio e a precisão da dimensão são maiores do que nos conformados no trabalho a quente. (http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Trabalho-De-Materias/71777614.html)

12.  Defina o processo de laminação de metais.

A laminação, o processo de deformação mais amplamente utilizado, consiste em se passar uma peça metálica entre dois cilindros; um redução na espessura resulta das tensões de compressão exercidas pelos cilindros. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 521 ( 2000))

Processo de conformação mecânica que consiste em modificar a seção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa, fio, tira, etc., pela sua passagem entre dois cilindros paralelos girando em sentidos opostos, com a mesma velocidade inicial. Podem apresentar geratriz retilínea (laminação de produtos planos) ou canais entalhados em diferentes formatos (laminação de produtos não planos). Evidentemente, a distância entre os dois cilindros deve ser menor que a espessura inicial da peça metálica. O material, desta forma, é estirado, tendo o seu comprimento aumentado. (http://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/582-laminacao)

13.  Quais os principais tipos de laminadores e descreva suas aplicações.

A laminação a frio pode ser considerada na produção de chapas, tiras  e folhas com elevada qualidade de acabamento superficial. Formas circulares, assim como vigas “ I “ e trilhos de trem são fabricados usando cilindros com ranhuras. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 521 ( 2000)).

Tipos de Laminadores – Duo. O mais simples, é constituído por dois cilindros de eixo horizontais, colocados verticalmente um sobre o outro.  Pode ser reversível ou não.  Nos duos não reversíveis, o sentido do giro dos cilindros não pode ser invertido e o material só pode ser laminado em um sentido.  Nos reversíveis, a inversão da rotação dos cilindros permite que a laminação ocorra nos dois sentidos de passagem entre os rolos. Tipos de Laminadores – Trio: No laminador trio, os cilindros sempre giram no mesmo sentido. Porém, o material pode ser laminado nos dois sentidos, passando-o alternadamente entre o cilindro superior e o intermediário e entre o intermediário e o inferior. Tipos de Laminadores – Quádruo: A medida que se laminam materiais cada vez mais finos, há interesse em utilizar cilindros de trabalho de pequeno diâmetro. Estes cilindros podem fletir, e devem ser apoiados por cilindros de encosto. Este tipo de laminador denomina-se quádruo, podendo ser reversível ou não. (http://www.joinville.ifsc.edu.br/~valterv/Tecnologia_de_Fabricacao/Aula%205%20_%20Lamina%C3%A7%C3%A3o.pdf).

14.  Qual o efeito do tamanho do cilindro sobre o processo de laminação.

De acordo com Dieter o diâmetro dos cilindros é uma importante variável no processo de laminação. Quanto maior o cilindro, maior será a forca de atrito entre eles e também a peca. Desta forma, os cilindros sofrerão maior desgaste e a peca também será “mais laminada”. (http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAha0AH/pfa-questionario-1a-parte?part=2).

15.  Quais as principais características e aplicações das chapas laminadas a frio?

Aplicações. Alta resistência mecânica, alta dureza, conseqüentemente alta resistência ao desgaste, reduz a ductibilidade e tamanho de grão. ((CALLISTER, WILLIAN ( 2000)).

16.  Quais as principais características e aplicações das chapas laminadas a quente?

            Aplicação. Alta ductibilidade, alta conformabilidade, baixa resistência mecânica e baixo acumulo de tensões.

17.  Como se forma, como são removidas e porque é importante eliminar as carepas?

A carepa ocorre devido à oxidação ocorridas nas peças, devido às reações químicas sofridas nas superfícies. Para poder removê-las, os perfis passam num laminador com jato de água p/ limpeza, o laminador serve p/ quebrarem as carepas e o jato d’água. (http://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/7355-fabricacao-de-tubos-industriais).

O aquecimento do aço carbono a temperaturas situadas entre 575 C e 1370 C provoca a formação de uma camada de óxidos denominada carepa de laminação Esta película é formada por três camadas de óxidos sobrepostas: wustita (FeO), magnetita (Fe O ) e hematita (Fe O ). Escovação e Raspagem, Tamboreamento, Jato abrasivo, Esferas de aço, Limpeza Úmida. (http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6312decapagemmecanica#.VwGkLfkrLIU)

18.  Descreva o processo de tubos com e sem costura.

Os tubos sem costura são fabricados por três tipos de processos industriais - laminação (para os de grandes diâmetros), extrusão (para aqueles com pequenos diâmetros) e processo de fundição. (CALLISTER, WILLIAN ( 2000)).

O processo de produção por tubo penetrante rotativo (“Rotary tube piercing”), também conhecido como processo Mannesmann, consiste da fabricação de tubos sem costura longos e de paredes espessas por meio da deformação a quente dos mesmos; dentre os materiais constituintes desses tubos, menciona-se aços, alumínio, bronze, cobre e outros. Ao ser submetido a tensões cíclicas de compressão, uma barra arredondada começa a desenvolver, no centro da sua seção transversal, uma cavidade – é justamente tal aspecto que é explorado na confecção dos tubos. Assim, no processo, o tubo é submetido a tais tensões e aquecido a fim de diminuir o limite de escoamento e facilitar a deformação; em seguida, com o auxílio de rolos posicionados de forma oblíqua, é rotacionado e empurrado contra um mandril graças à componente axial presente no movimento dos rolos. ( file:///C:/Users/Bruno/Downloads/texto_-_tubos_com_e_sem_costura_-_pmt2404.pdf).

19.  Em que consiste o processo de forjamento.

O forjamento consiste no trabalho mecânico ou na deformação de uma única peça de metal normalmente quente: isso poder obtido peça aplicação de golpes sucessivos ou por compressões continuas. O forjamento é classificado como de matriz fechado ou de matriz aberta. (CALLISTER, WILLIAN Pag. 520 ( 2000)).

Operação de conformação mecânica para dar forma aos metais através de martelamento ou esforço de compressão (prensagem), tendendo a fazer o material assumir o contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo. (http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840793/LOM3079/A2PIM.pdf)

20) Quais as etapas do processo de forjamento em matriz?

R1:  Sequência de trabalho no forjamento em matriz

    A sequência neste caso será:

• corte do material

• preparação da seção transversal (geralmente forjamento livre)

• prensagem.

    O número de operações intermediárias dependerá da complexidade da peça.

R2 : Etapas de Forjamento:

• Corte;
• Aquecimento;
• Forjamento livre e forjamento em matriz;

• Rebarbação;
• Tratamento térmico.

ftp://ftp.cefetes.br/cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Conformacao/Forjamento/Apres_Forjamento.pdf

R3 :

1. Corte do blank, ou seja, 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.

https://professormarciogomes.files.wordpress.com/2008/09/aulas-6-e-7-forjamento.pdf

21) Quais são os equipamentos utilizados no processo de forjamento?

EQUIPAMENTOS DE FORJA

•

MARTELOS:

–Martelos de bigorna:

•Queda livre;

•Queda acelerada (duplo efeito);

–Martelos de contragolpe:

•Verticais;

•Horizontais;

•PRENSAS

–Hidráulicas:

–Mecânicas:

•Verticais:

›Excêntrico (rebarbação);

›Manivela;

›Fricção;

•Horizontais:

›Recalcadoras horizontais

http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM262/Material%20Aulas/10%20-%20Forjamento.pdf

R3 : Martelos e Prensas

Usam-se duas classes básicas de equipamentos para a operação de forja:

o martelo: que aplica golpes de impacto rápidos sobre a  superfície do metal;

e as prensas: que submetem o metal a uma força compressiva aplicada relativamente de uma forma lenta.

http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840793/LOM3004/Aula4CM.pdf

22) Quais as características do forjamento por martelamento?

 Características

•Energia dissipada

⇒perto da superfície da peça

•Deformações maiores perto da superfície

•Normalmente o ângulo de saída é maior

•Várias pancadas para produzir a peça

•Devido ao impacto é necessário matrizes especiais de

elevado custo

http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840793/LOM3004/Aula4CM.pdf

 Forjamento é realizado por martelamento sobre uma única peça de metal. Uma força é

aplicada sobre 2 metadades de matriz tendo a forma acabada de tal forma o metal é deformado na

cavidade entre as 2 referidas metades de matriz. Peças forjadas têm estruturas de grão que se destacam e a melhor combinação de propriedades mecânicas. Chaves de boca, rodas de trens e e virabrequins de automotivos são artigos típicos conformados usando esta técnica.

Callister, William. Ciência E Engenharia de Materiais: Uma Introdução . Grupo Gen-LTC, 2000. Pag 181.

23) Quais as cinco etapas principais do forjamento de uma peça simples?

  

R2: 1. Corte do blank, ou seja, 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.

https://professormarciogomes.files.wordpress.com/2008/09/aulas-6-e-7-forjamento.pdf

  

24) Quais os tratamentos térmicos aplicados após o forjamento?

 Dependendo da aplicação de uma peça forjada, suas propriedades mecânicas podem ser melhoradas por um tratamento térmico, anterior ou posterior à operação de forjamento.

Pré-aquecimento:É feito para prevenir fratura ou distorção do material. Isto é feito colocando-se o material em uma serie de fornos que irão aumentando gradativamente a temperatura desse material.

Recozimento:Este processo deve anteceder o forjamento para que o material se torne menos quebradiço, ou mais maleável e dúctil, e também reduzir as tensões internas. Este tratamento é feito aquecendo-se o aço acima da zona critica e deixá-lo resfriar lentamente.

Normalização:É feito para melhorar a estrutura cristalina do aço, obtendo assim melhores propriedades mecânicas. É feito aquecendo-se o material acima da zona critica e deixando-o resfriar ao ar. Isto permite um refinamento no tamanho do grão.

Endurecimento: Pode ser realizado após o processo de forjamento, por um tratamento de tempera, aquecendo-se o material vagarosamente até a zona critica, para que haja uma transformação uniforme na estrutura do aço, e então e resfriando-o rapidamente em um tanque com água ou óleo.

http://www.ebah.com.br/content/ABAAABmRwAI/forjamento-trabalho

25) Quais os defeitos que podem aparecer em peças forjadas?

 Os produtos forjados também apresentam defeitos típicos. Eles são:  

·         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 conseqüência 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.  

www.oocities.org/hblaide/Forjamento.doc

26) Explique o processo operacional do processo de trefilação.

 A trefilação é um processo de conformação plástica que se realiza pela operação de conduzir um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta (fieira), que contém um furo em seu centro, por onde passa o fio. Esse furo tem o diâmetro decrescente, e apresenta um perfil na forma de funil curvo ou cônico.

     A passagem do fio pela fieira provoca a redução de sua secção e, como a operação é comumente realizada a frio, ocorre o encruamento com alteração das propriedades mecânicas do material do fio. Esta alteração se dá no sentido da redução da ductilidade e aumento da resistência mecânica. Portanto, o processo de trefilação comumente é um trabalho de deformação mecânica realizado a frio, isto é, a uma temperatura de trabalho abaixo da temperatura de recristalização (o que não elimina o encruamento) e tem por objetivo obter fios (ou barras ou tubos) de diâmetros menores e com propriedades mecânicas controladas.

 A trefilação é um processo mecânico a frio, que consiste na passagem de uma barra, perfil, tubo ou fio, por uma matriz (fieira), por meio de uma força de tração, conformando o diâmetro inicial, para o diâmetro final desejado, conferindo-lhe melhor precisão dimensional, melhor qualidade superficial e melhores propriedades mecânicas.

http://www.acotubo.com.br/br/index.php/produtos/trefilados-e-pecas/processo-de-trefilacao/

27) Faça uma comparação entre uma barra de aço laminado com uma barra de aço trefilado.

 O tarugo do material a laminar é deformado plasticamente por cilindros laminadores através da aplicação de esforços de compressão. A seção transversal do produto laminado é definida pelo perfil dos cilindros laminadores e é alcançada por um número sucessivo de passes que é tão maior quando mais complexa for a forma desejada e maior for a resistência do material a laminar. O comprimento do produto laminado é praticamente ilimitado dependendo apenas das dimensões das instalações onde ocorrer o processo.

O processo de trefilação ocorre pelo tração do produto através da matriz, sendo normalmente realizado a frio, com sucessivos passes que provocam pequenas reduções de seção transversal. Tais características fazem com que esse processo seja indicado para a produção de fios, arames e fios-máquina de materiais como o aço, ligas de alumínio, cobre e materiais nobres. Outra aplicação do processo refere-se à obtenção de barras de diversos perfis com comprimentos limitados às dimensões das instalações. Como característica peculiar, tais barras apresentam elevada qualidade em termos de forma de sua seção transversal, de duas dimensões e acabamento superficial, garantida pela rigidez do equipamento utilizado e pelas características de construção das matrizes e da qualidade dos materiais nelas empregados.

http://marioloureiro.net/tecnica/mecanica/ProcessosFabricoUnivCampinas.pdf

R2: Trefilação é um processo que consiste em puxar o metal através de uma matriz (denominada fieira) por meio de uma força de tração a ele aplicada na saída da matriz. Podem ser produzidos assim tubos, vergalhões, arames e fios (AL-QURESHI, 1996). Dentre as vantagens da trefilação em tubos de aço, podem-se citar: • Excelente acabamento superficial; • Grande precisão dimensional; • Aumento das propriedades mecânicas como limite de escoamento, limite de resistência e dureza, com decréscimo do alongamento.

         Laminação. A maioria dos lingotes é reaquecida a uma temperatura alta (inferior à temperatura de fusão de todos os constituintes do aço), e mantidos nesse patamar para uniformizar o aquecimento. Os lingotes reaquecidos são então laminados a quente ou forjados até a sua forma desejada. Continuamente, aço derretido pode ser fundido (incorporado) à forma forjada semi-acabada. Na laminação a quente, é necessário que o aço seja aquecido a uma temperatura em que o ferro esteja na forma de austenita, tipicamente acima de 1200 ºC (GUTHRIE e JONAS, 2000). Isso permite que sejam realizadas grandes reduções (de 250 mm para 2 mm, por exemplo), pois o aço se torna muito maleável e plástico. O trabalho a quente deve ser finalizado a uma temperatura levemente acima da temperatura de recristalização, de forma que um tamanho de grão reduzido seja obtido logo antes do resfriamento ocorrer.

  

28) Qual a importância e como é feita a lubrificação durante a trefilação?

  O fenômeno de atrito é muito importante no processo de trefilação devido ao movimento relativo entre o fio e a fieira. „ A lubrificação na trefilação tem a finalidade de criar uma película contínua de fluido lubrificante. ƒ O calor gerado pelo atrito será controlado pela ação refrigerante do fluido lubrificante. É feita por aspersão ou imersão dos anéis no fluído. „ Importante no processo uma vez que o atrito pode causar desgaste na ferramenta e aparecimento e defeitos superficiais no fio. „ O lubrificante age também como agente refrigerante, reduzindo o desgaste da fieira e melhorando o acabamento do fio. As máquinas de trefilar são classificadas de acordo com o sistema de lubrificação em: =>Máquinas com sistema de imersão: A fieira e os anéis permanecem imersos no líquido refrigerante e lubrificante. =>Máquinas com sistema de aspersão: A fieira recebe um jato de líquido refrigerante e lubrificante. ftp://ftp.cefetes.br/Cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Conformacao/Trefilacao/apres_Trefilacao.pdf

29) Explique a diferença entre o processo de trefilação com o processo de extrusão.

R1: Extrusão é um processo de conformação plástica através do qual é reduzida ou modificada a seção transversal de um corpo metálico, metálico, através através da aplicação aplicação de altas tensões tensões de compressão.

Geralmente o processo de extrusão é realizado a quente (temperatura acima da temperatura de recristalização) e por isso, a passagem passagem do tarugo (ou lingote) lingote) pela ferramenta (com furo de seção menor que a do tarugo), provoca a deformação plástica, porém não acarreta o efeito de encruamento.

A trefilação é um processo de conformação plástica que se realiza pela operação de condução de um fio (ou barra ou tubo) através de uma ferramenta ferramenta denominada denominada de fieira, fieira, de formato externo cilíndrico e que contém um furo em seu centro, por onde passa o fio. Esse furo com diâmetro decrescente apresenta um perfil na forma de funil curvo ou cônico. A passagem do fio pela fieira provoca redução de sua seção e, como a operação é normalmente realizada a frio (temperatura abaixo da temperatura de recristalização), ocorre o encruamento com a alteração das propriedades mecânicas do material do fio (no sentido de encruamento com a alteração das propriedades mecânicas do material do fio (no sentido de redução da ductilidade e aumento da resistência mecânica). Desta forma, o processo de trefilação tem por objetivo a obtenção de fios (ou barras ou tubos) de diâmetros menores e com propriedades mecânicas controladas.

https://kaiohdutra.files.wordpress.com/2012/10/aula-3-extrusc3a3o-e-trefilac3a7c3a3o.pdf

R2: Extrusão é um processo de conformação no qual o material é forçado através de uma matriz, de forma similar ao aperto de um tubo de pasta de dentes. Praticamente qualquer forma de seção transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. Como a geometria da matriz permanece inalterada, os produtos extrudados têm seção transversal constante. Dependo da ductilidade do material a extrudar, o processo pode ser feito a frio ou a quente. Cada tarugo 1 é extrudado individualmente, caracterizando a extrusão como um processo semicontínuo. O produto é essencialmente uma peça semi-acabada. A extrusão pode ser combinada com operações de forjamento, sendo neste caso denominada extrusão fria.

           A trefilação é uma operação em que a matéria-prima é puxada contra uma matriz (chamada fieira ou trefila) em forma de funil por meio de uma força de tração aplicada do lado de saída da matriz. O escoamento plástico é produzido principalmente pelas forças compressivas provenientes da reação da matriz sobre o material. Normalmente realiza-se a operação a frio.

CETLIN, P. R.; HELMAN, H. Fundamentos da Conformação. São Paulo: Artliber Editora, 2005.

30) Em que casos se justifica a utilização do processo de extrusão?

   Este processo é empregado para obter barras, tubos ou seções de formas complexas com tolerâncias dimensionais e qualidade superficial.

  É um dos processos de conformação mecânica em que um bloco é forçado a passar através de um orifício de uma matriz sob alta pressão (com o auxílio de um êmbolo), de modo a ter sua secção transversal reduzida. O tarugo do material a ser conformado é colocado num recipiente e através da ação de um êmbolo é extrudado através da matriz que possui a forma e as dimensões do produto desejado. Este processo é definido extrusão direta, onde o sentido de avanço do êmbolo é o mesmo da saída do produto e é usado para a produção de perfis variados, normalmente realizado a quente (temperaturas elevadas) devido às grandes reduções de seção transversal efetuadas, usando-se prensas hidráulicas horizontais com a obtenção de produtos com comprimentos limitados.

http://marioloureiro.net/tecnica/mecanica/ProcessosFabricoUnivCampinas.pdf

  

31) Como são classificados os cinco principais processos de fabricação dos materiais?

R1: Processos Primários de Trabalho Mecânico: denominado também como operação de processamento; envolve os processos utilizados para reduzir lingotes e tarugos a um produto laminado de forma simples.

  - Processos Secundários de Trabalho Mecânico: denominados operações de fabricação; envolvem os métodos utilizados para produzir formas acabadas. Tipos de solicitação: Resistência ao desgaste, resistência mecânica, ductilidade,...

 Tipos de esforços aplicados: - Processo do tipo compressão direta - Processo do tipo compressão indireta

 - Processo do tipo trativo (estiramento de chapas)

 - Processo de dobramento (momentos fletores)

 - Processo de cisalhamento

Temperatura de trabalho: - Trabalho a quente - Trabalho a frio

R2: Processos Primários de Trabalho Mecânico: denominado também como operação de processamento; envolve os processos utilizados para reduzir lingotes e tarugos a um produto laminado de forma simples.

  - Processos Secundários de Trabalho Mecânico: denominados operações de fabricação; envolvem os métodos utilizados para produzir formas acabadas. Tipos de solicitação: Resistência ao desgaste, resistência mecânica, ductilidade,...

Classificação quanto ao tipo de esforço predominante: a) Processos do tipo compressão direta b) Processos de compressão indireta c) Processos do tipo trativo d) Processos de dobramento (flexão) e) Processos de cisalhamento.

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/bond/materiais/CONFORMA__O_01.pdf

R3: 1) Tipos de classificação dos processos de conformação: a)Quanto ao tipo de esforço predominante b)De acordo com o produto obtido c)Quanto a temperatura de trabalho

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/bond/materiais/CONFORMA__O_01.pdf

32) Comente sobre as principais características de cada um dos processos.

R1: Na escolha de um processo de fabricação podem ser levados em conta os seguintes critérios: 1) Aspectos do material (conformabilidade, tipo de material, encruamento, estrutura interna);

2) Aspectos do produto (forma, tamanho, acabamento superficial, precisão dimensional, propriedades mecânicas, nível de qualidade, nível de complexidade);

3) Aspectos associados ao processo (produtividade, volume de produção, complexidade do processo);

4) Aspectos comerciais (custo, viabilidade do processo)

5) Outros aspectos (disponibilidade; meio-ambiente)

R2:

As peças metálicas fabricadas pelos processos de fabricação primários como fundição, forjamento laminação, entre outros, geralmente apresentam superfícies mais ou menos grosseiras e que, portanto, exigem um determinado acabamento. Por outro lado os processos citados nem sempre permitem obter certas peculiaridades, como de determinados tipos de saliências ou reentrâncias, furos rosqueados, furos passantes, etc. Finalmente, para alguns tipos de peças, os processos de fabricação.

http://marioloureiro.net/tecnica/mecanica/ProcessosFabricoUnivCampinas.pdf

33) Comente sobre cada um dos quatro fatores considerados nos processos de fabricação?

 1) Aspectos do material (conformabilidade, tipo de material, encruamento, estrutura interna);

2) Aspectos do produto (forma, tamanho, acabamento superficial, precisão dimensional, propriedades mecânicas, nível de qualidade, nível de complexibilidade);

3) Aspectos associados ao processo (produtividade, volume de produção, complexibilidade do processo);

4) Aspectos comerciais (custo, viabilidade do processo)

http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/bond/materiais/CONFORMA__O_01.pdf

 34) Quais são as principais características do processo de conformação maciça?

 Para processos de conformação volumétrica tais como laminação, forjamento, ou recalque são indicados especialmente materiais com grande ductilidade. Em função das forças necessárias para a conformação, estes materiais devem também possuir limites de escoamento a frio, e a quente, relativamente baixos. A rede cristalina é importante. Sistemas cristalinos típicos são: cúbico de face centrada (CFC), cúbico de corpo centrado (CCC) e hexagonal compacto (HC). Estes sistemas cristalinos possuem múltiplos sistemas de escorregamento, os quais influenciam a capacidade de deformação do material.

http://sites.poli.usp.br/pmr/lefa/download/PMR2202-Conforma%C3%A7%C3%A3o.pdf

35) Quais são as principais características dos processos de conformação de chapas?

R1: Consiste na deformação de uma peça metálica (policristal) pela passagem através de 2 ou mais cilindros rotatórios, de superfície lisa ou contornada dependendo da aplicação.

    O tipo de esforço que provoca a deformação do material, a variação relativa da espessura da peça, o regime da operação de conformação, o propósito da deformação

R2: Conformação de chapas: Compreende as operações de: · Embutimento; · Estiramento; · Corte; · Dobramento.

http://www.joinville.ifsc.edu.br/~valterv/Tecnologia_de_Fabricacao/Introdu%C3%A7%C3%A3o%20a%20conforma%C3%A7%C3%A3o%20mec%C3%A2nica.pdf

R3: CONFORMAÇÃO DE CHAPAS, também conhecido como ESTAMPAGEM é um dos maiores ramos da CONFORMAÇÃO. Como o próprio nome diz, a matéria prima é uma chapa metálica, sendo que esta pode ser de aço, alumínio, cobre, magnésio, titânio, e por aí vai. Os tipo de chapas mais utilizadas são as de aço em primeiro lugar. Depois vem as de alumínio, cobre e outros.

 As chapas metálicas, matéria-prima dos processos de estampagem, são produtos semi-acabados originados de um metal conformado por laminação até a obtenção de peças planas (laminados planos), onde uma das dimensões é muito menor do que as outras duas. É uma das matérias-primas fundamentais da conformação de metais, podendo ser cortada, dobrada e conformada nas mais variadas formas. Quanto à espessura as chapas podem variar bastante, sendo que a partir de 12,5 mm são consideradas placas. Quando a espessura é muito fina fala-se em folhas (p.ex. folhas de alumínio para uso doméstico).

36) Quais são os principais tipos de esforços durante os processos de conformação mecânica?

R: Tração e compressão.

R2: Os materiais podem ser solicitados por tensões de compressão, tração ou de cisalhamento.

http://sistemas.eel.usp.br/docentes/arquivos/5840793/LOM3004/Aula1CM.pdf

37) O que é a região da zona morta no processo de extrusão?

R: Local onde o metal fica estacionário nos cantos

R2: zona morta (metal fica estacionário nos cantos)

www.iem.unifei.edu.br/professores/edmilson/Aula9.ppt

R3:

38) O que é temperatura homologa de deformação?

R: A temperatura de recristalização é a menor temperatura na qual uma estrutura deformada de um metal trabalhada a frio é restaurada ou é substituída por uma outra, nova livre de tensões, após a permanência nesta temperatura por tempo determinado.

     Estas temperaturas variam muito para diferentes metais; é comum em conformação plástica tomar a temperatura de processamento de um metal em relação à sua temperatura de início de fusão, ambas em graus Kelvin (0K). Ao quociente destas temperaturas denomina-se temperatura homóloga, que é adimensional),

R2: Agora, alta temperatura para um metal pode não ser para outro, deste modo, resolve-se o problema através da utilização da TEMPERATURA HOMÓLOGA. 

TEMPERATURA HOMÓLOGA é expressa pela razão entre a temperatura de teste e o ponto de fusão na escala absoluta de temperatura (Kelvin). 

R: Relação entre a temperatura do material e a temperatura de fusão. Em baixas temperaturas (e baixas taxas de deformação), uma deformação e praticamente só depende da tensão s. • Em altas temperaturas (e baixas taxas de deformação), uma deformação e depende não somente da tensão s, mas também do tempo e da temperatura. • O limite entre “baixa temperatura” e “alta temperatura” varia de material para material.

http://disciplinas.stoa.usp.br/pluginfile.php/236710/mod_resource/content/0/PMT3100_Aula%2009_2014_2.pdf

39) Qual fenômeno que caracteriza a temperatura homologo de deformação?

R:  Aparentemente, quanto maior for a temperatura de conformação, menor será o limite

de escoamento do material e consequentemente menor deve ser o gasto de energia para

executar o processo de conformação. Entretanto existem alguns fatores que limitam a

utilização de temperaturas elevadas:

· gasto de energia no aquecimento do material;

· dificuldade de manuseio do material aquecido;

· maior desgaste das partes em contato com as partes aquecidas;

· necessidade de se obter encruamento ou textura no material conformado;

· possível surgimento de efeitos secundários nas propriedades mecânicas;

· ocorrência de oxidação.

R2: Costuma-se definir, para fins práticos, as faixas de temperaturas do trabalho a quente, a morno e a frio baseadas na temperatura homóloga, que permite a normalização do comportamento do metal, ver figura. Em um metal puro, que não sofre transformação de fase no estado sólido, os pontos de referência em termos de temperatura são: o zero absoluto e o ponto de fusão. Estes pontos, traduzidos em graus Kelvin, estabelecem os extremos da escala homóloga de temperaturas.

http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6469-aspectos-de-temperatura-na-conformacao#.VwvI6pwrLIU

40) Explique como ocorre a recuperação em um processo de conformação a quente?

 R: - Propicia o escoamento plástico sem surgimento de trincas, ajuda a diminuir ou eliminar as heterogeneidades da estrutura dos lingotes fundidos elimina as bolhas de gás e porosidades, aumento da ductilidade e tenacidade Eventuais implicações / desvantagens: Reações superficiais entre o metal e a atmosfera do forno quando o aquecimento é feito em atmosfera normal podem ocorrer problemas de oxidação excessiva, e diminuindo o teor de carbono da superfície, descarbonetação.

R2:Os processos de conformação são comumente classificados em operações de trabalho a quente, a morno e a frio. O trabalho a quente é definido como a deformação sob condições de temperatura e taxa de deformação tais que processos de recuperação e recristalização ocorrem simultaneamente com a deformação.

www.cimm.com.br/.../6469-aspectos-de-temperatura-na-conformação

41) Explique como ocorre a recristalização dinâmica em um processo de conformação a quente.

Os fenômenos denominados "dinâmicos" acontecem simultaneamente à deformação, quando o material está sob um campo de tensões e geralmente em alta temperatura. O parâmetro temperatura depende, obviamente, do material que está sendo considerado. Por exemplo: o chumbo recristaliza dinamicamente à temperatura ambiente.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: SICILILANO JR, F. Recuperação e recristalização durante a deformação a quente. IN: TSCHIPTSCHIN, AP et. al.(Ed.). Textura e relações de orientação. São Paulo: EPUSP, p. 93-108, 2001

A ductilidade do metal a temperaturas desta ordem é máxima e nesse processo ocorre a recuperação e a recristalização dinâmica durante a deformação (passes) e recristalização estática após a deformação (entre passes).

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: OLIVEIRA, J.C. P. T. et al. Evolução da microestrutura e da textura durante a laminação a frio e a recristalização de alumínio com diferentes níveis de pureza. 2009. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo.

42) Quais as vantagens e desvantagens da deformação a quente? Explique.

Em geral, o trabalho a quente é o primeiro passo na conformação de lingotes de aços e outras ligas especiais. Além de o trabalho a quente resultar em diminuição da energia necessária para deformação e num aumento da ductilidade, a temperatura do processo favorece a difusão que reduzirá as heterogeneidades químicas do lingote.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: SILVA, A. L. V. C.; Aços e ligas especiais; 3 ed.; São Paulo; Blucher; 2013

            No trabalho mecânico a quente, a deformação plástica e realizada numa faixa de temperatura, e durante um determinado tempo, em que o encruamento e eliminado pela recristalização do metal.

            Um metal na sua condição encruada possui energia interna elevada em relação ao metal na deformado plasticamente. Aumentando-se a temperatura, há uma tendência de o metal retornar à condição mais estável de menor energia interna. O tratamento térmico para obter esse efeito e denominado recozimento e, além da recuperação da estrutura cristalina do metal, este tratamento provoca a diminuição da resistência mecânica e a elevação da ductilidade.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

43) Quais as vantagens e desvantagens da deformação a frio? Explique.

No trabalho a frio, por definição, os mecanismos de recuperação e recristalização não são operativos. Neste caso, à proporção que o metal é deformado, ocorre o encruamento, isto é a resistência aumente e a ductilidade diminui.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: SILVA, A. L. V. C.; Aços e ligas especiais; 3 ed.; São Paulo; Blucher; 2013

Na deformação a frio, o material endurece por encruamento durante a deformação. A capacidade de um material de sofrer deformação a frio é limitada pela ocorrência de fratura.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: CETLIN, P. R.; Fundamentos da Conformação Mecânica dos Materiais; 2 ed.; São Paulo ; Artiliber; 2005

44) Quais são os tipos de atrito existentes durante os processos de conformação mecânica?

            As forças primárias aplicadas são frequentemente tratativas, mas as forças compressivas indiretas, desenvolvidas pela reação do material com a matriz, atingem valores elevados. Assim, o metal escoa sob a ação de um estado de tensões combinado, que inclui elevadas forças compressivas em pelo menos uma das direções principais.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: EME-002-TECNOLOGIA DE FABRICAÇÃO I: Notas de aula – 1°Prova. Escola Federal de Engenharia de Itajubá: Instituto de Engenharia Mecânica.

            Nos processos de conformação por compressão direta, predomina a solicitação externa por compressão sobre a peça de trabalho. Nesse grupo podem ser classificados os processos de forjamento (livre e em matriz) e laminação (plana e de perfis).

            Nos processos de conformação por compressão indireta, as forças externas aplicadas sobre a peça podem ser tanto de tração como de compressão. Porém as que efetivamente provocam a conformação plástica do metal são de compressão indireta, forças desenvolvidas pela reação da matriz sobre a peça, os principais processos que se enquadram nesse grupo são a trefilação e a extrusão, de tubos e fios, e a estampagem profunda (embutimento) de chapas (parcial). No processo de trefilação a solicitação externa e de tração e nos processos de extrusão e embutimento de chapas, de compressão. Nesse último processo, porém, somente parte da peça (a aba) e submetida a esse tipo de esforço.

            O principal exemplo de processo de conformação por tração e o estiramento de chapas, em que a peça toma a forma da matriz por meio da aplicação de forças de tração em suas extremidades.

            Os processos de conformação por cisalhamento envolvem forças cisalhantes suficientes ou não para romper o metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processo são a torção de barras e o corte de chapas.

            No processo de conformação por flexão as modificações de forma são obtidas mediante a aplicação de um momento fletor. Este princípio e utilizado para dobrar chapas, barras e outros produtos. Como exemplos podem ser citados os processos de dobramento livre, dobramento de borda, dobramento de matriz e calandragem.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

45) Qual o efeito dos lubrificantes nos processos de conformação mecânica?

O recobrimento das superfícies dos materiais em contato com um terceiro material de baixa resistência ao cisalhamento irá induzir o atrito a se concentrar neste material, afetando apenas parcialmente os corpos em contato. A este material que pode ser sólido, líquido ou gasoso, denomina-se lubrificante. As forças de atrito a serem geradas estão diretamente vinculadas às características da película lubrificante.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS: MORAIS, W. A. Engenharia de Produção Mecânica: 0864 – Conformação Plástica dos Metais. UNISANTA.

Tem a finalidade de criar entre as superfícies de contato uma película continua de fluido lubrificante para reduzir o atrito. Como consequência da ação lubrificante, consegue-se reduzir o desgaste da fieira, dar bom acabamento superficial ao fio e reduzir o esforço de trefilação.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

46) Quais os fatores importantes para confecção de uma matriz para trabalho a quente?

Em ferramentas de trabalho a quente, a superfície da ferramenta é submetida a duas solicitações majoritárias. A primeira é o aquecimento, promovido quando a ferramenta entra em contato com a peça (ou líquido) conformada, normalmente com temperaturas entre 500 e 1200ºC. Nestas situações, as condições de tratamento térmico (especificamente de revenimento) do aço ferramenta são afetadas, promovendo redução da dureza. Assim, surgem o desgaste ou deformação a quente, freqüentes em operações de forjamento ou extrusão a quente.
A segunda solicitação importante é a ocorrência de trincas de fadiga térmica ou trincas mecânicas. Dependendo da profundidade de propagação, estas podem levar ao fim de vida da matriz. Este caso é típico em matrizes de fundição sob pressão.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:

http://www.siderurgiabrasil.com.br/novosb/component/content/article/107-materias23/658-aco-para-ferramentas-moldes-matrizes <<acessado em 20/03/2016 ás 14:00>>

Várias propriedades dos aços ferramenta são conhecidamente importantes para suportar as diversas solicitações envolvidas no trabalho a quente. Destacam-se as propriedades de resistência a quente, resistência ao revenido (ou perda em dureza), tenacidade, condutividade térmica, expansão térmica, soldabilidade, temperabilidade, usinabilidade e resposta à nitretação.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MESQUITA, R.; HADDAD, P. T.; Propriedades fundamentais dos aços ferramenta para matrizes de forjamento; Porto Alegre; 2009.

47) Quais os fatores importantes para confecção de uma matriz de trabalho a frio?

Nas ferramentas de trabalho a frio, a tenacidade está relacionada em maior resistência a trincas, quebras ou lascamentos. Em situações de desgaste adesivo, metal–metal, esta propriedade também possui importante papel, reduzindo micro-trincas e micro-lascamentos nas regiões de trabalho.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA:

http://www.siderurgiabrasil.com.br/novosb/component/content/article/107-materias23/658-aco-para-ferramentas-moldes-matrizes <<acessado em 20/03/2016 ás 14:40>>

Aços ferramenta para trabalho a frio também se procura aliar propriedades como dureza e desgaste à resistência à fratura. Dentre os principais aços desta família destaca-se a série AISI D, na qual o aço Tipo D2 é o mais utilizado quando se deseja combinar suas propriedades de resistência com a tenacidade.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MENDANHA, A.; GOLDENSTEIN, H.; Tenacidade do aço ferramenta para trabalho a frio; São Paulo; 2003.

48) Quais os principais fatores responsáveis pelo desgaste da matriz?

São requeridas as seguintes características dos materiais para matrizes: alta dureza, boa tenacidade, boa resistência à fadiga, alta resistência mecânica a quente e a alta resistência ao desgaste.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MIRANDA, H. C.; Apostila Processos de Fabricação Tecnologia Mecânica III; Universidade Federal do Ceará.

Com relação ao desgaste da matriz os principais fatores são a erosão causada pelo deslizamento do material na interface da matriz, a fadiga térmica associada ao carregamento cíclico de compressão e tração e a fadiga mecânica com tensões locais elevadas (carregamento e descarregamento).

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: ITMAN, A. F.; Curso básico de conformação mecânica coordenadoria de metalurgia e materiais; IFES; Vitória; 2010

49) Quais os principais fatores a serem considerados quanto ao dimensional de uma matriz?

Dimensionar o produto com as especificações técnicas necessárias

Dimensionar a fita (quando necessário considerar a disposição de avanço)

Determinar as dimensões do punção

Dimensionar guias da fita (somente dimensões básicas)

Dimensionar demais elementos e calcular localização da espiga quando pertinente.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MARCONDES, P.; Projeto de Ferramentas para Conformação de chapas; UFPR; 2008.

            Quanto às variáveis dimensionais que influenciam o projeto da matriz é importante salientar os seguintes cuidados no projeto: a- deixar sobre metal para usinagem em função do dimensional do componente e tolerâncias requisitadas; b- preparar os ângulos de saída e a concordância dos cantos das superfícies interna e externa para favorecer a extração da peça; c- ajustar corretamente as partes para evitar deslocamento no fechamento da matriz; d- prever a contração de resfriamento (± 1%) e a tensão de escoamento do material que será utilizado na confecção do componente; e- prever as condições de atrito e transferência de calor durante o processo; f- utilizar aços especiais com Cr, Mo, W, V, Co na confecção da matriz.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: ITMAN, A. F.; Curso básico de conformação mecânica coordenadoria de metalurgia e materiais; IFES; Vitória; 2010

50) Comente sobre as características da matéria prima utilizada na trefilação

As propriedades mecânicas e metalúrgicas e as características dimensionais dos produtos trefilados dependem das características da matéria-prima e dos diversos fatores no processo de trefilação (tensão, temperatura de trabalho, lubrificação, deformação, velocidade de deformação, entre outros).

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: ROCHA, O. F. L.; Conformação mecânica; Instituto federal de educação, ciência e tecnologia; Belém; 2012

Os materiais comumente empregados para os fios são: diamante, para fios de diâmetro até ou menor que 2 mm; metal-duro, para fios de diâmetro maior que 2 mm.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

51) Comente sobre a preparação da matéria prima utilizada na trefilação

A preparação da matéria prima para a trefilação se dá em operações de trabalho a quente. O aquecimento do metal a trefilar provoca a formação de camadas de óxidos em sua superfície. Esses óxidos devem ser retirados, pois os mesmos reduzem a vida da fieira e ficam inclusos no produto trefilado, prejudicando sua qualidade.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MIRANDA, H. C.; Apostila Processos de Fabricação Tecnologia Mecânica III; Universidade Federal do Ceará.

A barra deve ser apontada e inserida através da fieira sendo, em seguida, presa por garras de tração usualmente impulsionadas através de corrente sem-fim.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: CETLIN, P. R.; Fundamentos da Conformação Mecânica dos Materiais; 2 ed.; São Paulo ; Artiliber; 2005

52) Descreva as características geométricas de uma fieira de trefilação.

A fieira é o dispositivo básico da trefilação. A geometria da fieira é dividida em quatro zonas: (1) de entrada; (2) de redução ( = ângulo de abordagem); (3) guia de calibração ou zona de acabamento; (4) de saída. Os materiais de construção dependem das exigências do processo (dimensões, esforços) e do material a ser trefilado.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MORO, N.; AURAS, A. P.; Conformação mecânica II – extrusão, trefilação e conformação de chapas; Florianópolis; 2006

O cone de entrada tem a finalidade de guiar o fio em direção ao cone de trabalho e permitir que o lubrificante acompanhe o fio e contribua para a redução do atrito entre as superfícies do fio e do cone de trabalho. No cone de trabalho ocorre a redução, sendo, portanto, a região onde e aplicado o esforço de compressão e onde o atrito deve ser minimizado para reduzir, também ao mínimo, o desgaste da fieira. O denominado angulo (ou semi-angulo) da fieira se refere ao ângulo do cone de trabalho. No cilindro de calibração ocorre o ajuste do diâmetro do fio: e objeto de controle o comprimento, ou melhor, a altura desse cilindro, pois, quando essa altura e pequena, facilita as operações de retificação das fieiras gastas para a obtenção de uma fieira de diâmetro final maior. O cone de saída deve proporcionar uma saída livre do fio sem causar danos nas superfícies da fieira e do fio.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

53) Como são classificados os produtos trefilados?

A classificação dos trefilados e realizada inicialmente em função do tipo de produto: barra, tubo e arame ou fio. As barras mais finas, em geral com diâmetro menor do que 5 mm, passam a se denominar arames ou fios. Usualmente, denomina-se o produto como arame quando o seu emprego e para fins de construção mecânica e, como fio, no caso de aplicação para fins elétricos (condutor elétrico).

Os fios podem, por sua vez, ser classificados em função de seu diâmetro e do tipo de metal que o constitui. No caso dos fios de cobre, e comum a classificação em fios grossos (5 a 2 mm), fios médios (2 a 0,5 mm), fios finos (0,5 a 0,15 mm) e fios capilares (menor do que 0,15 mm). Além disso, os fios podem ser ainda classificados em função de seu emprego e dos tipos de eventuais revestimentos plásticos ou metálicos aplicados.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

Os produtos mais comuns são classificados como: barras com diâmetro maior que 25 mm, arrames que podem ser divididos em comuns e especiais e tubos que são trefilados de diferentes formas.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MORO, N.; AURAS, A. P.; Conformação mecânica II – extrusão, trefilação e conformação de chapas; Florianópolis; 2006

54) Quais os tipos de lubrificantes utilizados nos processos de trefilação?

Os lubrificantes secos são mais utilizados na trefilação de metais ferrosos e os úmidos são bastante utilizados na trefilação de metais não ferrosos.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: MIRANDA, H. C.; Apostila Processos de Fabricação Tecnologia Mecânica III; Universidade Federal do Ceará.

As maquinas de trefilar podem ser classificadas também de acordo com o sistema de lubrificação em: maquinas com sistema de imersão, em que a fieira os anéis permanecem imersos no liquido refrigerante e lubrificante; maquinas com sistema de aspersão, em que a fieira recebe um jato de liquido refrigerante e lubrificante.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA: BRESCIANI FILHO, Ettore et al. Conformação plástica dos metais. Unicamp, 1991.

55)-Comente sobre a relação do material da fieira com o dimensional dos fios trefilados.

A)- Material: os materiais dependem das exigências do processo (dimensões, esforços) e do material a ser trefilado. Os mais utilizados são:

●     Carbonetos sinterizados (sobretudo WC) – widia,

●     Metal duro,etc. (figura abaixo)

●     Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura)

●     Aços especiais (Cr-Ni, Cr-Mo, Cr-W, etc.)

●     Ferro fundido branco

●     Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados)

●     Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras)

GRUPO CIMM. Dispositivo básico a fieira. Disponível em: <http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6496-dispositivo-basico-a-fieira#.vvwbe_krk00>. Acesso em: 25 mar. 2016.

B)- Dos materiais usados para a fabricação da ferramenta de trefilar, são exigidas as seguintes características:

• Permitir a trefilação de grande quantidade de fios sem que ocorra um desgaste acentuado da fieira;

• Permitir a trefilação a altas velocidades para produzir elevadas quantidades por unidade de tempo;

• Permitir a adoção de elevadas reduções de secção;

• Conferir calibração constante do diâmetro do fio;

• Conferir calibração constante do diâmetro do fio;

• Conferir longa vida à ferramenta, sem necessidade de paradas da máquina de trefilar para controle de dimensões e substituição da ferramenta;

• Permitir a obtenção de superfície lisa e brilhante no fio durante longo período de uso. Os materiais comumente empregados para os fios são:

• Diamante, para fios de diâmetro até ou menor que 2 mm;

• Metal-duro, para fios de diâmetro maior que 2 mm.

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO ESPIRITO SANTO: TREFILAÇÃO  Disponível em: <ftp://ftp.cefetes.br/Cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Conformacao/Trefilacao/apres_Trefilacao.pdf> Acesso em: 29/03/2016

56)- Comente Sobre as características dos processos de extrusão a frio.

A extrusão é um processo de conformação plástica que consiste em fazer passar um tarugo ou lingote (de secção circular), colocado dentro de um recipiente, pela abertura existente no meio de uma ferramenta, colocada na extremidade do recipiente, por meio da ação de compressão de um pistão acionado pneumática ou hidraulicamente. Os produtos da extrusão são perfis e tubos, e, particularmente, barras da secção circular. E são classificados em três tipos de processos:

Extrusão direta, onde o sentido de avanço do êmbolo é o mesmo da saída do produto e é usado para a produção de perfis variados, normalmente realizado a quente (temperaturas elevadas) devido às grandes reduções de seção transversal efetuadas, usando-se prensas hidráulicas horizontais com a obtenção de produtos com comprimentos limitados;

Extrusão inversa o sentido de avanço do êmbolo é contrário ao de saída do produto, sendo normalmente empregado para a obtenção de tubos e recipientes de ligas de alumínio, realizado a frio em prensas mecânicas de impacto, com a obtenção de produtos com comprimentos limitados;

Extrusão hidrostática, o tarugo não entra em contato com as paredes do recipiente pois está envolvido por um fluido, reduzindo desta forma a resistência à deformação devida ao atrito. O êmbolo comprime o fluido, pressurizando o recipiente. Por esse processo obtém-se pequenas peças dos mais variados materiais, com formas de grau de complexidade elevado e excelente qualidade dimensional e superficial. O processo hidrostático é normalmente realizado a frio em prensas hidráulicas verticais, sendo a opção de trabalho a quente empregado para materiais de elevada resistência mecânica e mesmo para materiais frágeis.

Agostinho, O.L.; Vilella, R.C. (In Memoriam); Button, S.T. PROCESSOS DE FABRICAÇÃO E PLANEJAMENTO DE PROCESSOS. UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA v. 2 p.15-16, 2004

B)-  É o processo que combina operações de extrusão direta, indireta e forjamento.  Foi aceito na indústria particularmente para ferramentas e componentes de automóveis , motocicletas, bicicletas, acessórios e equipamento agrícola.  Usa tarugos cortados de barras laminadas, fios ou chapas.

Embora componentes extrudados a frio sejam em geral mais leves, fabricam-se componentes de até 45 kg e com comprimentos de até 2m.

 Metais obtidos por metalurgia do pó são também extrudados a frio.

Conformação mecânica: Extrusão. disponível em:  <http://www3.fsa.br/materiais/Extrus%C3%A3o.pdf> Acesso em 20/03/2016

57)- Comente Sobre as características do processo de extrusão a quente.

A)- A extrusão a quente, basicamente, refere-se ao processo em que nos metais são aquecidos a temperaturas elevadas, a fim de tornar mais fácil o processo de extrusão. A faixa de pressão varia de 30 a 700 MPa e a temperatura é mantida entre 50 a 75%. Os níveis de exposição do metal a pressões são altas, mas, ao mesmo tempo, a alta pressão e elevada temperatura têm um efeito adverso sobre o metal em longo prazo. Semelhante ao processo de injeção, o material a ser extrudado é injetado em um molde vazado, ou molde de injeção, dando forma ao produto semiacabado. Contudo, esse efeito pode ser amenizado com o emprego adequado e suficiente de lubrificantes industriais. O uso de óleos e lubrificantes com base de grafite é comparativamente mais adequado para extrusões realizadas em temperaturas mais baixas e a lubrificação de vidro em pó é ideal para os processos de extrusão em temperaturas mais altas.

MANUTENÇÃO E SUPRIMENTOS. Extrusão a quente e extrusão a frio, quais as diferenças. Disponível em: <http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3060-diferencas-entre-extrusao-a-quente-e-extrusao-a-frio/>. Acesso em: 25 mar. 2016.

B)-  Extrusão a quente: utilizada quando o objetivo é a obtenção de grandes reduções de seção numa só etapa. Engloba a maioria dos processos para obter produtos longos semiacabados (barras) e acabados (perfis e tubos).

Martins, C. A.; Estudo do comportamento de defeitos de superfície da matéria-prima em operações de extrusão a frio de aço baixo carbono: Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de São João del-Rei. Departamento de Engenharia Mecânica.São João Del Rei, 2014.

58)- Comente Sobre as características dos lubrificantes utilizados no processo.

A) A lubrificação pode ser feita através das seguintes maneiras:                                                   

 VIA SECA = são utilizados graxas, pó de sabão ou estearato de zinco;     

 VIA ÚMIDA = são utilizados óleos especiais, sebo ou sabão.Neste caso a matriz fica toda imersa num fluido lubrificante.

Em geral, o processo de trefilação utiliza taxa de conformação elevadas, ainda mais no processo de arames finos. Nestes casos, o desempenho dos lubrificantes torna-se essencial para atingir a qualidade do produto final. O atrito presente no processamento é responsável pela geração de calor, especialmente para a trefilação de materiais abaixo da temperatura de recristalização, quando a quantidade de energia de deformação transformada e dissipada sob a forma de calor pode chegar a cerca de 90%, do aumento de temperatura devido à energia de deformação.

GZESH, D.P. selecting the best lubricant for wire drawing. Wire and cable technology International, p.30-31,2004.

B)- Lubrificação é importante na extrusão para metais com tendência a aderir à parede da matriz, pode-se usar um revestimento fino de metal macio e de baixa resistência, como cobre ou aço doce. O procedimento é denominado “jaquetamento” ou “enlatamento”. Além de formar um superfície de baixa fricção o tarugo fica protegido contra contaminação do ambiente.

Conformação mecânica: Extrusão. disponível em:  <http://www3.fsa.br/materiais/Extrus%C3%A3o.pdf> Acesso em 20/03/2016

59)- Comente Sobre as características dos defeitos na extrusão a frio.

A)- Atualmente é observado um aumento da utilização de aço como matéria-prima em processos de extrusão. É inerente ao processo de produção dessa matéria-prima a ocorrência de defeitos de superfície, entre eles trincas, arranhões, dobras de laminação e fissuras.

Os defeitos causados pelo atrito no “escoamento frontal” do processo de extrusão direta. entre esses defeitos podemos citar o aparecimento de trincas, arranhões e escamas. No processo estes defeitos podem ser provenientes:

a) Desalinhamento entre o pistão e o recipiente;

b) Distribuição deficiente do lubrificante;

c) Desajuste entre o disco de pressão e o disco do recipiente;

d) Superfície irregular do recipiente.

Martins, C. A.; Estudo do comportamento de defeitos de superfície da matéria-prima em operações de extrusão a frio de aço baixo carbono: Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de São João del-Rei. Departamento de Engenharia Mecânica.São João Del Rei, 2014.

B)-Defeitos causados por geometria inadequada das matrizes ou pela lubrificação insuficiente (“chevron”), ou pela deformação excessiva na extrusão (trincas).

Trinca superficial: Ocorre quando a temperatura ou a velocidade é muito alta, pois há aumento significativo da temperatura da superfície, causando trincas e rasgos intergranulares. Ligas de alumínio, magnésio e zinco;

Trinca interna: O centro do tarugo pode desenvolver fissuras que são conhecidas como trincas centrais, fratura tipo ponta de flecha ou “chevron”. O defeito é atribuído à tensão hidrostática de tração na linha central , similar à situação da região de estricção em um corpo em ensaio de tração.

MACHADO, M. L. P; Conformação dos metais. Fundamentos e aplicação, Vitória, p.67, 2009.

60)- Comente Sobre as características dos defeitos na extrusão a quente.

A)- A extrusão a quente apresenta alguns problemas como todo o processo de alta temperatura:

●       O desgaste da matriz é excessivo.

●       O esfriamento do tarugo na câmara pode gerar deformações não-uniformes.

●       O tarugo aquecido é coberto por filme de óxido (exceto quando aquecido em atmosfera inerte) que afeta o comportamento do fluxo do metal por suas características de fricção e pode gerar um produto de pobre acabamento superficial.

disponível em: <http://mmborges.com/processos/Conformacao/cont_html/extrusao.htm>

Acesso em 30/03/2016

B)- Defeitos causados por modos de escoamento incorretos (intrusão), por defeitos e impurezas na matéria-prima ou pela escolha inadequada da temperatura e velocidade de extrusão.

MACHADO, M. L. P; Conformação dos metais. Fundamentos e aplicação, Vitória, p.66, 2009.

61)-  Comente Sobre as características dos tubos fabricados pelo processo de extrusão.

A)- Ao passar através da matriz, o corpo adquire o perfil da seção transversal do furo da ferramenta. O processo pode ser utilizado na fabricação de tubos sem costura e pode ocorrer a quente ou a frio. O perfil do produto vazado pode ser muito complexo (MOSHKSAR and EBRAHIMI, 1998) ou bastante simples, como é o caso de tubos com orifício cilíndrico. A fabricação de tubos pelo processo de extrusão passou a substituir a laminação, pois se tornou mais econômica e competitiva para comprimentos relativamente curtos e em pequenas quantidades (CHITKARA e ALEEM, 2001)

Cavalho, F. S. G. de; Extrusão a quente de tubos: análise experimental da distribuição de tensões residuais na parede do tubo. Dissertação (mestrado) – Universidade Federal de São João del-Rei. Departamento de Engenharia Mecânica.São João Del Rei, 2013. 

B)- A fabricação de tubos por extrusão é um processo onde a peça é “empurrada” contra a matriz conformadora com redução da sua seção transversal. A parte ainda não extrusada fica contida num recipiente ou cilindro.

A extrusão pode ser feita a frio ou a quente dependendo da ductilidade do material. Cada tarugo é extrusado individualmente, o que caracteriza um processo semi-contínuo. Quando combinada com operações de forjamento é chamada de extrusão fria.

CIMM; Fabricação de tubos industriais. disponível em: <http://www.cimm.com.br/portal/noticia/exibir_noticia/7355-fabricacao-de-tubos-industriais> Acesso em 02/04/2016