Processos de Conformação Plástica dos Metais
Laminação
Vanessa Victel Trampusch Terceiro Módulo – 341
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ESCOLA TÉCNICA ESTADUAL 25 DE JULHO
Processos de Conformação plástica dos metais Laminação
Evanise Teixeira Mecânica Vanessa Victel Trampusch Terceiro Módulo – 341
Ijuí, 2 de julho de 2011
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SUMÁRIO Introdução...................................................................................................................................4 Classificação dos processos de conformação plástica................................................................5 Laminação...................................................................................................................................5 Extrusão......................................................................................................................................5 Trefilação....................................................................................................................................5 Estampagem................................................................................................................................5 Forjamento..................................................................................................................................6 Conceitos iniciais de laminação..................................................................................................7 Mecânica na laminação...............................................................................................................8 Cilindros de laminação................................................................................................................9 Descrição do processo de laminação........................................................................................14 Produtos laminados...................................................................................................................14 Conclusão..................................................................................................................................15 Bibliografia...............................................................................................................................16
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1-Introdução Conformação de metais é a modificação e um corpo metálico em outra forma definida. Os processos de conformação podem ser classificados em dois grupos: processos mecânicos, provocados pela aplicação de tensões externas; e processos metalúrgicos, são modificações a partir de modificações de forma que estão relacionadas com altas temperaturas. Os processos mecânicos são constituídos por processos de conformação plástica, e pelos processos de conformação por usinagem. Já os metalúrgicos é a conformação por solidificação, e a conformação por sinterização. A importância de saber os processos de conformação plástica dos materiais é que esta permite a obtenção de peças no estado sólido, com características especificas no geral o que mais importa é a dimensão e forma, propriedades mecânicas e condições superficiais, junto com o baixo custo de fabricação e elevada velocidade de produção.
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2-Processos de conformação plástica dos metais São vários os materiais metálicos que podem ser conformados, destacando-se os aços, as ligas de alumínio, as ligas de cobre e as ligas de titânio, entre os materiais empregados industrialmente; Os produtos conformados apresentam uma grande gama de geometrias, desde as mais simples até as mais complexas, representadas pelos produtos de grandes comprimentos como perfis, chapas, folhas, tubos, barras e peças diversas como eixos, engrenagens, bielas, entre outros; A conformação mecânica, também denominada conformação plástica, representa um conjunto de processos em que a modificação da forma e das dimensões da peça metálica ocorre pela ação de tensões mecânicas que causam a deformação plástica dessa peça, sem que haja remoção de material como ocorre nos processos de usinagem. Assim, nos processos de conformação não há variação do volume das peças conformadas. 2.1- Laminação Laminação é a passagem de um corpo sólido entre dois cilindros que giram na mesma velocidade periférica e em sentidos contrários, para obter uma determinada espessura o corpo deve ser passado várias vezes pelos cilindros com as distancias entre si decrescentes. 2.1.1- Produtos laminados Rolos, chapas, laminas, barras, bastões, etc.
2.2- Extrusão Extrusão é um processo de conformação no qual o material é forçado através de uma matriz, de forma parecida ao apertar uma pasta de dentes. A intenção é que o material fique com o formato igual ao da matriz. 2.2.1- Produtos extrudados Quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas. 2.3- Trefilação A Trefilação é uma operação em que a matéria-prima é puxada contra uma matriz (chamada fieira ou trefila) em forma de funil com uma força de tração aplicada do lado de saída da matriz. Normalmente realiza-se a operação a frio. 2.3.1-Produtos trefilados Arames, tubos, fios, etc. 2.4- Estampagem 5
Estampagem é um processo de conformação mecânica, geralmente realizada a frio, que engloba um conjunto de operações, seu processo de fabricação é dividido em três processos básicos: Corte dobramento e estampagem profunda (embutimento).
2.4.1- Produtos estampados Discos, recipientes cilíndricos, capô de carros.
2.5- Forjamento O material é comprimido e moldado entre matrizes opostas. As indústrias de base usam o forjamento para estabelecer a forma básica de peças de grandes dimensões que são posteriormente usinadas na forma e dimensão final. 2.5.1- Produtos forjados: Virabrequins de motores, bielas, engrenagens, componentes estruturais de aeronaves, peças de motores de turbina de jato.
3- Laminação
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Processo de fabricação por conformação plástica que consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros, de modo que sua espessura sofre diminuição, enquanto que a largura e o comprimento do corpo sofrem aumento proporcional, como mostra a figura 1.
(Figura 1, esquema representativo do processo de laminação)
3.2- Mecânica da laminação 7
A laminação é um processo que exige bastante controle, ou monitoramento, de variáveis como: Vazões do material em processo, temperatura do material, dimensões dos passes de laminação, esforços realizados no processamento e vazão do material em processo. Para calcular a vasão do material em processo (Q) é dada por: Q=V.A (1). Onde: V = velocidade do produto; A = área da secção transversal Num processo contínuo, o padrão precisa ser muito bem calculado e controlado. Principalmente pela característica do processo de manter o volume constante. Na laminação de longos, onde o material é processado por vários canais ao mesmo tempo, a vazão precisa se manter, na medida do possível, constante.
3.3- Laminadores 8
3.3.1 Laminador duo -
•Mais simples e comum •Movimento em um único sentido
(Figura 2, esquema representativo do processo de laminação com laminador duo) 3.3.2- Laminador Duo Reversível •Mesma configuração básica •Movimento em dois sentidos
(figura 3, esquema representativo do processo de laminação com laminador duo reversível)
3.3.3- Laminador Trio •Cilindros superior e inferior 9
movidos por motores •Cilindro central movido por atrito
(Figura 4, esquema representativo do processo de laminação com laminador trio) 3.3.4- Laminador Quádruo •Diminuição do diâmetro dos cilindros condutores representa diminuição substancial da potência requerida. •Necessário cilindros de encosto.
(Figura 5, esquema representativo do processo de laminação com laminador quádruo) 3.3.5- Laminador Agrupado •Cada um dos rolos de trabalho é apoiado por dois cilindros de encosto 10
(Figura 6, esquema representativo do processo de laminação com laminador agrupado) 3.3.6- Laminador Mandrilador •Tubos com diâmetro interno entre 57 e 426 mm, com espessura entre 3 e 30 mm
(Figura 7, esquema representativo do processo de laminação com laminador Mandrilador) 3.3.7- Laminador de tubos com costura Tubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm e espessura de parede entre 2 e 5 mm
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(Figura 8, esquema representativo do processo de laminação com laminador de tubos com costura) 3.3.8- Laminador Tandem - sequência de vários laminadores
(Imagem 9, esquema representativo do processo de laminação com laminador tendem)
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3.4- Cilindros de laminação Os cilindros de laminação servem para puxar o material entre eles pelo atrito que ocorre entre os cilindros. Eles comprimem o material para reduzir sua seção transversal, deve-se passar de uma a várias vezes, regulando a distância entre cilindros para obter a seção transversal desejada.
3.5- Descrições do processo de laminação 13
3.5.1- Laminação a quente:
(Figura 10, demonstração de como ocorre a laminação a quente em uma indústria)
(Figura 11, esquema da laminação a quente com laminador desbastador e laminador tendem )
Reduções da seção transversal com o metal a uma temperatura mínima de aproximadamente 350°C. A redução da espessura por passe é de aproximadamente 50% e depende da dureza da liga que está sendo laminada. No último passe de laminação, o material apresenta-se com espessura ao redor de seis milímetros. 3.5.2- Laminação a Frio A laminação a frio é executada, geralmente, em laminadores quádruplos, reversíveis ou não. Os laminadores estão dimensionados para reduções de seções entre 30% e 70% por passe, dependendo do material. A deformação a frio faz o encruamento do material, aumenta os limites de resistência à tração e ao escoamento, com diminuição do alongamento. Isso deixa o metal com bom acabamento superficial e ótimo controle dimensional. 3.6- Produtos laminados Rolos, chapas, laminas, barras, bastões, etc.
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Conclusão É importante para um técnico mecânico conhecer os tipos e como acontece a conformação plástica dos metais, pois engloba boa parte da industrialização mecânica, e conhecer, do que se trata e como é feito as peças que são utilizadas na hora de trabalhar em uma empresa, sendo necessário para saber sua origem, se está dentro das normas brasileiras e/ou internacionais e se são confiáveis. Saber como produzir um produto a partir da conformação plástica, também faz parte do trabalho realizado pelos técnicos mecânicos, tendo então esse trabalho com o objetivo de conhecer como é feito e para que é utilizado as operações de conformação plástica dos metais, conhecemos com maior ênfase a conformação por laminação, mas não significa que este é o mais importante, pois deve-se saber todos os tipos, em geral pelo menos.
Bibliografia 15
http://www.infoescola.com/engenharia/extrusao/ http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf http://www.slideshare.net/Dirk.Henning/extruso http://www.ebah.com.br/content/ABAAAACV8AA/extrusao http://www.metalmundi.com/si/site/1107?idioma=portugues http://www.abal.org.br/aluminio/processos_laminacao.asp http://www.slideshare.net/Dirk.Henning/laminao http://www.ufsm.br/dem/fpm114/AULAS/Aula03.pps http://www.brima.com.br/site/index.html http://www.dalmolim.com.br/EDUCACAO/MATERIAIS/Biblimat/siderurgia3.pdf http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6462-conformao-mecnica http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoi.pdf http://conformacaomecanica-unisc.blogspot.com/ http://sc.senai.br/siteinstitucional/servicos/curso/show/curso/153932 http://in3.dem.ist.utl.pt/mscdesign/02ed/01tecmec/file1.pdf http://www.poli.usp.br/pmr/lefa/download/PMR2202-Estampagem.pdf http://pt.wikipedia.org/wiki/Estampagem http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA3nQAH/conformacao-mecanica http://biblioteca.universia.net/html_bura/ficha/params/title/modela%C3%A7%C3%A3o-mec %C3%A2nica-simula%C3%A7%C3%A3o-numerica-do-processo-estampagem-multi-etapasaplica%C3%A7%C3%A3o/id/49337139.html http://www.conformaçãomecanica-unisc.blogsport.com/mecanicadalaminacao http://www.infoescola.com/engenharia/mecanicadalaminacao http://www.google.com.br/search?hl=pt-BR&client=firefox-a&rls=org.mozilla%3Apt-BR %3Aofficial&channel=np&q=produtos+estampados&oq=produtos+estampados&aq=f&aqi=g 1&aql=&gs_sm=e&gs_upl=3815l9876l0l28l22l0l6l6l3l649l4979l3.0.6.2.2.3 http://monografias.brasilescola.com/engenharia/trefilacao.htm http://www.infoescola.com/engenharia/trefilacao 16
http://www.infoescola.com/engenharia/comformacaomecanica/laminacao SCHULER GMBH, Metal Forming Handbook, Consulting Editor: Professor Taylan Altan, Engineer Research Center for Net Shape Manufacturing, OSU-USA, 1998. WISTREICH, J.G., The Fundamentals of Wire Drawing, Metallurgical Reviews, 1958 http://www.petropol.com.br/pt/moldagem_por_injecao.php www.cimm.com.br http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3060-diferencas-entre-extrusao-aquente-e-extrusao-a-frio/ http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/3061-extrusao-hidrostatica-em-tarugode-aluminio/ http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/conteudo/2187-extrusao-de-plasticos/ http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6503-tipos-de-extruso http://www.metalmundi.com/si/site/0134 http://www.fcf.usp.br/Ensino/Graduacao/Disciplinas/Exclusivo/Inserir/Anexos/LinkAnexos/E xtrusados.pdf http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf http://www.rrisso.unifei.edu.br/EME53/aula_I.doc http://www.hydro.com/pt/Subsites/Portalex/Produtos/Excelencia-na-extrusao/O-processo-deextrusao/
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