Defeitos, Causas e Técnicas de Controle

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                  Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN

                 Curso de Engenharia de Materiais

Laminação: Defeitos, Causas e Técnicas de Controle

 

Processos de Fabricação dos Metais (MTR0453) – 2021.2

Maria Eduarda Lima Costa1, [e-mail]

Sérgio Rodrigues Barra2, [e-mail] 

1 Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Discente

2 Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Professor

Resumo:  A laminação é o método de conformação mais utilizado mundialmente, algo que aumenta muito a exigência de um produto final de qualidade, por isso é necessário conhecer os defeitos oriundos desse processo de fabricação, bem como o que os causam e assim desenvolver técnicas de controle. Este trabalho tem como objetivo comentar os defeitos oriundos do processo de laminação, bem como as técnicas de controle para os mesmos.

Palavras-chave: Laminação, defeitos, controle, causas, conformação mecânica.

1. INTRODUÇÃO

Sendo o método de conformação de peças mais utilizado mundialmente, cerca de três quartos do aço fabricado no mundo é conformado por laminadores, somente um quarto é reservado para os demais métodos de conformação (Barbu e Şandru,2018). A laminação é um processo classificado como compressivo, de acordo com a norma DIN 8583, podendo ser classificado de acordo com a cinemática, com a geometria da ferramenta e com a geometria do produto final (Lange,1985).

 

O Processo de laminação pode ser descrito como um metal sendo comprimido entre dois, ou mais, cilindros que giram em direções opostas na mesma velocidade, com o objetivo de diminuir sua espessura e, por conseguinte, aumentar seu comprimento e largura (Anunciação Junior e Badia,2016; Kliauga e Ferrante,2009). Quanto a temperatura de processo, a laminação pode ser feita tanto por trabalho a quente, com temperaturas de trabalho que variam de acordo com o material a ser laminado, alguns exemplos são 450°C para ligas de alumínio e 1250°C para aços, já o trabalho a frio na laminação é comumente feita na temperatura ambiente (Kalpakjian e Schmid,2006).

Visto a alta demanda desse tipo de processo de fabricação na indústria metalúrgica, a exigência de um produto com uma boa qualidade também é alta, por isso é necessário conhecer quais os defeitos que podem afetar o produto final de laminação e quais as técnicas de controle utilizadas para evitar tais defeitos. Portanto, este trabalho tem como objetivo comentar os defeitos oriundos do processo de laminação, bem como as técnicas de controle para os mesmos.

 

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

1. LAMINAÇÃO

Assim como mencionado na introdução, na laminação o material é submetido a altas tensões afim de o conformar em peças como blocos, chapas, folhas, perfis, etc. Na indústria metalúrgica, o metal na forma de lingotes primeiramente passa por uma redução (ou desbaste) inicial através da laminação a quente, o produto dessa primeira etapa é conhecido como bloco e pode ser classificado como um laminado semi-acabado. Após essa etapa uma nova laminação a quente é feita desse vez para formar chapas grossas e fina, vergalhões, barras, perfis ou trilhos estruturais e tubos. Enquanto a laminação a frio produz fitas, chapas e folhas finas com um excelente acabamento superficial e boas propriedades mecânicas devido ao encruamento do material (Dieter, 1981; Schaeffer, 2004).

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Figura 1.  Representação Esquemática dos tipos de Laminadores (Silva,2015).

A máquina em que a laminação acontece é chamada de laminados, há vários tipos de laminadores disponíveis no mercado e eles variam no comprimento e no diâmetro dos cilindros, na potência do motor, na velocidade de laminação e no acabamento superficial dos rolos. Tais consistem basicamente de rolos ou cilindros laminadores, mancais, a gaiola, que é onde as peças são encaixadas, e o motor (Kliauga e Ferrante,2009; Dieter, 1981). Eles podem ser classificados de acordo com a quantidade de cilindros nele presentes, os mais conhecidos são (Silva, 2015):

• Duo ou 2-high (Figura 1a e 1b), que é o tipo mais simples encontrado, podendo ter o sentido de giro do rolo reversível ou não;
• Trio ou 3-high (Figura 1c) que é constituído por dois rolos com diâmetros maiores e um rolo de diâmetro menor, esse tipo é muito aplicado na laminação a quente por se adaptar melhor às forças impostas na laminação;
• Quádruo ou 4-high (Figura 1d) é formado por dois rolos de diâmetro maiores trabalhando como cilindros de apoio e por dois rolos de diâmetros menores atuando como cilindros de trabalho, sendo o mais popular na laminação a frio, pois permite que cargas maiores sejam aplicadas no processo;
• Sendzimir são tipos de laminadores com 6, 12 ou até 20 rolos (Figura 2) que possuem mais rolos apoiados uns sobre os outros, fazendo com que os efeitos da flexão causadas pelas altas cargas de laminação sejam reduzidos, possibilitando que folhas muito finas sejam obtidas com qualidade.

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Figura 2.  Representação Esquemática dos tipos de Laminadores Sendzimir (Silva, 2015)

   

1. DEFEITOS NOS PRODUTOS LAMINADOS

De acordo com (Viana, 2009), um registro correto das características gerais de um defeito é de suma importância para se determinar sua origem, sendo assim este subitem irá nomear os defeitos que podem ocorrer numa operação de laminação, tanto quanto sua causa. Na laminação, os defeitos dependem da interação do material deformado plasticamente com os cilindros deformados elasticamente e com o laminador, isso devido às altas forças empregadas nesse processo que deformam elasticamente o laminador como um todo (Dieter, 1981).