Fundido ou Forjado? Uma Avaliação Realística

Fundido ou Forjado?

Uma Avaliação Realística

Uma apresentação honesta das vantagens e limitações de ambos os processos que permitirá ao leitor uma determinação segura de qual o melhor caminho a seguir quando considerar Fundidos ou Forjados.

Autores:

Malcolm Blair and Raymond W. Monroe

Steel Founder’s Society of America, Barrington, Illinois

Tradução:

Prof. Dr. Guilherme Marconi Silva

Muito tem sido dito e escrito pela indústria de forjados sobre a

vantagem dos produtos forjados sobre os produtos fundidos. Tais

artigos, com manchetes do tipo: “Upgrade to forgings” tem a intenção

de relegar os fundidos a uma condição de inferioridade e de menor

confiabilidade. Todos sabemos que fundidos e forjados partem de

processos iniciais bastante parecidos e que os fundidos podem ter

vantagens bastante distintas sobre as outras formas de produtos,

inclusive forjados.

O Processo

A maioria dos componentes de aço tem seu início como fundido: o metal passa por fusão, vazamento em um molde e solidificação. No caso do processo de Fundição, devido ao fato do molde ter a forma próxima à forma final da peça, o que resta a fazer são algumas operações de acabamento.

No caso dos Forjados a primeira forma é um lingote. Lingotes normalmente são de grandes dimensões com seções retangulares e bastante pesados. Estes lingotes, ou placas ou tarugos são forjados no perfil em martelos e prensas. Muita usinagem é requerida até sua configuração final.

A tabela 1 mostra procedimentos típicos de Fundição e Forjamento para fabricação de uma válvula de 250 mm de diâmetro.

Tab. 1-Comparação passo-a-passo

para a produção de uma válvula de 250 mm 

Forjamento Fundição

1-Em uma aciaria 1-Em uma fundição

a-Fundição de um lingote a-Desenvovimento de modelos e caixas de macho

b-Redução do lingote em billets b-Preparação dos moldes e dos machos

2-Na Forjaria c-Fusão da carga metálica

a-Compra de lingotes ou billets d-Vazamento do metal líquido nos moldes

b-Desenvolvimento de matrizes

c-Aquecimento dos lingotes ou billets Resfriamento (solidificação)

d-Realização da 1a operação de forjamento e-Desmoldagem

e-Reaquecimento da peça f-Corte de canais e massalotes

f-Realização da 2a operação de forjamento g-Tratamento térmico

g-Reaquecimento da peça h-Acabamento

h-Realização da 3a operação de forjamento i-Usinagem final

i-Repetição dos passos de C a H para a outra metade

j-Usinagens

k-Soldagem das duas metades

l-Tratamento térmico

m-Usinagem final

Apesar de haver uma extensa área de utilização em comum, existe uma tendência de se usar forjados exclusivamente em determinadas aplicações e os fundidos em outra.

Espessura de Parede e Forma

Como no forjamento o metal é deformado no estado sólido, então

grandes esforços são requeridos para se mudar as formas iniciais para

a configuração desejada. Quanto maior a espessura de parede maior

será a força de deformação necessária, em termos práticos, há um

limite de secção e/ou espessura de parede a ser produzido pelo

forjamento.

Isto não significa que grandes secções não possam ser forjadas, mas quando o são, somente pequenas deformações superficiais com pouca redução na secção transversal são obtidas.

Por outro lado, no processo de fundição, o metal parte do estado líquido preenchendo diretamente o molde até a forma desejada. Por conseguinte os componentes fundidos podem ter as mais variadas formas e secções.

Para componentes de grandes secções a combinação Fundido/Soldado é mais adotada que a combinação Forjado/Soldado. A principal razão é que poucas peças estão envolvidas e o fundido tende a ter melhor soldabilidade.

No forjamento o metal sólido é forçado na cavidade da matriz, na

fundição o metal é vazado na cavidade do molde. O líquido pode

preencher facilmente todas a partes da cavidade. Entretanto, à medida

que se aumenta a complexidade da forma a praticidade do forjamento

diminui. Para o fundido não há limitação da complexidade da forma.

Composição Química

A questão da composição tem duas partes: o que pode ser obtido em fundições e forjarias, e o que pode ser fundido ou forjado.

Os forjados são produzidos a partir de lingotes fabricados em aciarias

e com composição produzida nas aciarias, que tendem a produzir

faixas