Ciência dos Materiais

Sumário

1.        INTRODUÇÃO        

2.        LAMINAÇÃO        

2.1.        Setor de laminação        

2.2.        Laminação a quente e a frio        

2.3.        Características dos produtos laminados        

2.4.        Defeitos dos produtos laminados        

3.        FORJAMENTO        

3.1.        Forjamento por martelamento        

3.2.        Forjamento por prensagem        

3.3.        Matriz aberta ou fechada        

4.        TREFILAÇÃO        

5.        EXTRUSÃO        

6.        ESTAMPAGEM        

6.1.        Operações de estampagem        

7.        BIBLIOGRAFIA        

 

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1. Introdução

No momento que se dobra um pedaço de metal qualquer, um pedaço de arame ou ainda um fio de cobre ou se desentorta ou bate com martelo no material, se aplica esforços sobre o mesmo. Considera-se que se ocorreu uma conformação quando destes esforços resultam uma mudança de forma do material.

Conformação mecânica é o nome que associamos aos vários processos em que se tem em comum a aplicação de uma força externa sobre a matéria-prima, obrigando-a a adquirir a forma desejada por deformação plástica. Ou seja, é qualquer operação durante a qual se aplicam esforços mecânicos (em metais, no ambiente industrial), que resultam em uma mudança permanente em suas dimensões (alteração da geometria). Nestes processos, o volume e a massa da matéria prima se conservam.

Os esforços mecânicos são propiciados através de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar de pequenas matrizes até grandes cilindros, como os utilizados na laminação. Esses processos abrangem desde a fabricação de pequenas peças como agulhas e pregos até navios e aviões onde as chapas utilizadas são obtidas por conformação mecânica.

A conformação mecânica é dividida em vários processos: a laminação, o forjamento, a trefilação, a extrusão e a estampagem. Esses processos têm em comum o fato que para se produzir a peça, aplica-se algum esforço sobre o material constituinte, como compressão, tração, dobramento, etc.

Outra característica do processo é que dependendo da temperatura e do material utilizado a conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada uma dessas opções de trabalho resultará características especiais ao material e à peça obtida.

A composição química e estrutura metalúrgica da matéria prima, e as condições impostas pelo processo, como a velocidade de deformação, o tipo e o grau de deformação e a temperatura em que o material é deformado, terão influência nas características do produto final.

1. Laminação

        A laminação é um processo de conformação mecânica pelo qual o lingote de metal é forçado a passar entre dois cilindros que giram em sentidos opostos e com a mesma velocidade. Consegue-se a redução da espessura do metal a cada passe da laminação, que é como se designa cada passagem do material pelos cilindros de laminação.

        Ao passar entre os cilindros, o material sofre uma deformação plástica. Como consequência, ocorre uma redução da espessura e um aumento da largura e do comprimento. Como a largura é limitada pelo tamanho dos cilindros, o aumento do comprimento é sempre maior que o da largura.

1.  Setor de laminação

        O setor de laminação é organizado de tal modo que a produção é seriada e os equipamentos são dispostos de acordo com a sequência de operações de produção. Depois de passarem pelos cilindros, os lingotes já estão com o formato final desejado. Nas instalações de uma laminação encontra-se: fornos de aquecimento e reaquecimento de lingotes, placas e tarugos, sistemas de roletes, para deslocar produtos, mesas de elevação, tesouras de corte e, é lógico, o laminador. 

        O laminador é formado por uma cadeira, que é sua estrutura, e por uma gaiola, que é a estrutura que sustenta os cilindros, que são as peças chaves dos laminadores, porque são eles que vão aplicar os esforços para deformar o metal trabalhado. Estes cilindros podem ser fabricados em ferro fundido ou aço especial. Podem ser lisos, para produção de placas e chapas, ou com canais, para a produção de perfis.

        O metal passa várias vezes pelo laminador para que a chapa ou perfil fiquem com a espessura ou formato desejados. Conseguimos primeiro a laminação de desbaste, que tem a função de transformar os lingotes de metal em produtos semiacabados como blocos, placas e tarugos. Depois, esses produtos passam pelos laminadores acabadores e são transformados em produtos acabados.

        A laminação é classificada em dois tipos: a frio e a quente. A escolha de um ou outro processo é feita, principalmente, com base no grau de resistência do material.

1.  Laminação a quente e a frio

Este tipo de laminação é aplicado quando grandes reduções de espessura são necessárias. A grande vantagem de uma laminação a quente no aço, por exemplo, é que quando aquecido sua estrutura cristalina apresenta a configuração CFC (Cúbica de Face Centrada), que tem vantagens no processo da laminação, pois possui maior número de planos cristalinos, o que permite que as camadas de átomos se desloquem umas sobre as outras com mais facilidade e suas forças de coesão são menores.

Independente da laminação, quente ou fria, esta tem seu material inicial na forma de lingotes, que passados pelos laminadores, podem se transformar em produtos de uso imediato como trilhos, vigas, perfis, etc. Ou ainda pode se transformar em produtos intermediários que serão beneficiados em outros processos, como, por exemplo, os tarugos, que passarão por forjamento, extrusão e trefilação.