Universidade salgado de oliveir a material de produ o industrial
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Universidade Salgado de Oliveir a Material de Produção Industrial. Forjamento. Equipe:. Ana Lúcia Teixeira Cláudia Teixeira Emerson Gonçalves Fabiano Madureira Lessa Luiz Fernando Dal Médico Neimar de Souza Amorim Raphael Otoni Ferreira. Definição de forjamento.

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Presentation Transcript


Universidade salgado de oliveir a material de produ o industrial

Universidade Salgado de OliveiraMaterial de Produção Industrial

Forjamento


Equipe

Equipe:

  • Ana Lúcia Teixeira

  • Cláudia Teixeira

  • Emerson Gonçalves

  • Fabiano Madureira Lessa

  • Luiz Fernando Dal Médico

  • Neimar de Souza Amorim

  • Raphael Otoni Ferreira


Defini o de forjamento

Definição de forjamento

É o nome genérico de operações de conformação mecânica efetuadas com esforço de compressão sobre um material dúctil, de tal modo que ele tende a assumir o contorno ou perfil da ferramenta de trabalho.


Hist rico

É o mais antigo processo de conformar metais, tendo suas origens no trabalho dos ferreiros de muitos séculos antes de Cristo. A substituição do braço do ferreiro ocorreu nas primeiras etapas da Revolução Industrial.

Histórico:


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Martelamento: é feito aplicando-se golpes rápidos e sucessivos no metal. Desse modo, a pressão máxima acontece quando o martelo toca o metal, decrescendo rapidamente de intensidade à medida que a energia do golpe é absorvida na deformação do material.

Observações importantes:o martelo e a bigorna foram substituídos por máquinas e matrizes que permitem a produção constante de milhares de peças.


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  • Atualmente existe um variado maquinário de forjamento, capaz de produzir peças das mais variadas formas e tamanhos, desde alfinetes, pregos, parafusos e porcas até rotores de turbinas e asas de avião.


Ferramentas

Ferramentas

  • Na maioria das operações de forjamento emprega-se um ferramental constituído por um par de ferramentas de superfície plana ou côncava, denominadas matrizes ou estampos.


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Usos

  • A maioria das operações de forjamento é executada a quente; contudo, uma grande variedade de peças pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas, engrenagens, pinhões são produzidas por forjamento a frio.


Forjamento a frio

FORJAMENTO A FRIO

  • é uma deformação plástica de metais, sem aquecimento, onde o material é forçado por compressão, a fluir entre uma matriz e um macho, resultando na obtenção de peças com forma e tolerâncias de precisão.

  • Suas aplicações estão crescendo rapidamente e seu potencial e desenvolvimento para peças com formas geométricas mais complexas, fabricadas com matérias-primas que permitem maior grau de deformação.


Vantagens

VANTAGENS

  • Menor quantidade de matéria-prima requerida (a peça pode ser obtida em sua forma final sem nenhuma perda de material.

  • Alta produtividade;

  • Possibilita a substituição de um material de custo maior (alta liga) forjado a quente, por outro de custo menor (aço carbono) forjado a frio, obtendo-se assim peças forjadas com propriedades mecânicas equivalentes.


Desvantagens

DESVANTAGENS

  • Necessidade de prensas de maior capacidade;

  • Pressões elevadas nas ferramentas, necessitando assim de materiais especiais e geralmente de alto custo;

  • Necessidade de recozimentos intermediários para obterem-se grandes deformações;

  • Viável economicamente apenas para lotes grandes de peças;

  • Tempos de preparação de máquinas e ajuste do ferramental, maiores.


Forjamento a quente

FORJAMENTO A QUENTE

  • Geralmente, a estrutura e propriedades dos metais trabalhados a quente não são tão uniformes ao longo da seção reta como nos metais trabalhados a frio e recozidos, já que a deformação é sempre maior nas camadas superficiais.

  • Como o interior do produto estará submetido a temperaturas mais elevadas por um período de tempo maior durante o resfriamento do que as superfícies externas, pode ocorrer crescimento de grão no interior de peças de grandes dimensões, que resfriam vagarosamente a partir da temperatura de trabalho.


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Para se obter peças forjadas com boa qualidade, o processo precisa ser completado a uma temperatura definida para cada tipo de material. Alcance da temperatura dos diferentes metais:


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  • Na conformação a quente deve-se se tomar cuidado com as quedas de temperatura, não deixando ultrapassar o limite inferior da tabela 01.

  • Esta queda de temperatura pode ocorrer devido ao esfriamento da peça em contato com o ar (radiação) e a transmissão de calor da peça para a ferramenta fria. Sendo que os fatores que influem na transmissão do calor são tempo de contato peça-ferramenta e a superfície da peça.

  • Durante a conformação ocorre também um aquecimento da peça devido à energia de deformação, porem menos importante do que as perdas acima mencionadas.


Vantagens1

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 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.


Desvantagens1

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 a perdas de material por oxidação e outros problemas relacionados

  • Formação de óxidos

  • Desgaste das ferramentas é maior e a lubrificação é difícil;

  • Necessidade de grandes tolerâncias dimensionais por causa de expansão e contração térmica;


Processos de forjamento

Processos de forjamento

  • prensagem: o esforço de deformação é aplicado de forma gradual;

  • forjamento simples, matriz aberta ou livre: o esforço de deformação é aplicado mediante golpes repetidos, com o emprego de matrizes abertas ou ferramenta simples;

  • forjamento em matriz fechada: deformação vinculada, obtida mediante o emprego de matrizes fechadas;

  • recalcagem: quando se submete uma barra cilíndrica à deformação de modo a transformá-la numa peça determinada.


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Prensagem: o metal fica sujeito à ação da força de compressão em baixa velocidade e a pressão atinge seu valor máximo pouco antes de ser retirada, de modo que as camadas mais profundas da estrutura do material são atingidas no processo de conformação.


V deo prensagem

Vídeo: Prensagem


Forjamento matriz aberta ou livre

Forjamento matriz aberta ou livre

  • o esforço de deformação é aplicado mediante golpes repetidos, com o emprego de matrizes abertas ou ferramenta simples.

  • as matrizes têm geometria ou formatos bastante simples. Esse tipo de forjamento é usado quando o número de peças que se deseja produzir é pequeno e seu tamanho é grande. É o caso de eixos de navios, turbinas, virabrequins e anéis de grande porte.


Etapas do forjamento de matriz aberta ou livre

Etapas do forjamento de matriz aberta ou livre

  • A operação é iniciada com uma matriz de pequena largura.

  • O estiramento acontece por meio de golpes sucessivos e avanços da barra (b, c, d, e).

  • A barra é girada 90° e o processo repetido (f).


V deo forjamento ma

Vídeo: Forjamento MA


Forjamento em matriz fechada

Forjamento em matriz fechada

  • No forjamento em matrizes fechadas, o metal adquire o formato da cavidade esculpida na matriz e, por causa disso, há forte restrição ao escoamento do material para as laterais.


V deo forjamento mf

Vídeo: Forjamento MF


Outros processos de forjamento

Outros processos de forjamento

Forjamento Rotativo

  • É um processo de redução da área da secção transversal de barras, tubos ou fios, feito com a aplicação de golpes radiais repetidos, com o emprego de um ou mais pares de matrizes opostas. Por esse processo consegue-se reduzir, por exemplo, tubos a partir de 35 cm de diâmetro e, barras a partir de 10 cm de diâmetro.

  • O forjamento rotativo de tubos é feito objetivando a redução dos diâmetros interno e externo, confecção de conicidade em uma extremidade, melhoria da resistência e obtenção de tolerâncias mais estreitas.


V deo forjamento rotativo

Vídeo: Forjamento Rotativo


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Forjamento cilíndricoO forjamento em cilindros é empregado na redução da secção transversal de barras ou tarugos e, seu processo se dá conforme ilustra a figura.


V deo forjamento cil ndrico

Vídeo: Forjamento Cilíndrico


Defeitos dos produtos forjados

Defeitos dos produtos forjados

  • falta de redução: penetração incompleta do metal na cavidade da ferramenta. A principal causa são o uso de golpes rápidos e leves do martelo.

  • trincas superficiais: aparecem devido ao trabalho excessivo nas áreas periféricas da peça em temperatura baixa, ou por fragilidade à quente.

  • trincas internas: tensões originadas por grandes deformações;

  • gotas frias: são descontinuidades causadas pela dobra de superfícies (sem soldagem) ou por colocação inadequada do material da matriz;

  • incrustações de óxidos: camada de óxidos formados durante o aquecimento;

  • descarbonetação: é a perda de carbono na superfície do aço, causado pelo aquecimento do metal;

  • • queima: ocorre quando gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos, formando películas de óxidos. Em geral surgem quando o aquecimento é próximo ao ponto de fusão.


Aplica es

Aplicações

  • De um modo geral, todos os materiais conformáveis podem ser forjados. Os mais utilizados para a produção de peças forjadas são os aços (comuns e ligados, aços estruturais, aços para cementação e para beneficiamento, aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos, aços ferramenta), ligas de alumínio, de cobre (especialmente os latões), de magnésio, de níquel (inclusive as chamadas superligas, como Waspaloy, Astraloy, Inconel, Udimet 700, etc., empregadas principalmente na indústria aeroespacial) e de titânio.


Exemplos de pe as fabricadas por forjamento

Exemplos de peças fabricadas por forjamento


Conclus o

CONCLUSÃO

  • O forjamento é um processo de manufatura amplamente usado, pois, dependendo do tipo de processo, pode gerar mínima perda de material, boa precisão dimensional e melhorar as propriedades mecânicas da peça conformada.

  • Seu estudo é fundamental para o engenheiro de materiais, ao qual se oferece mais uma opção no sentido de processamento de materiais metálicos para as diversas aplicações industriais.


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