O Relatório de Laminação

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL ESCOLA DE ENGENHARIA

LABORATÓRIO DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA -LdTM CONFORMAÇÃO MECÂNICA - ENG 006648

ENSAIO PARA TREFILAÇÃO E DETERMINAÇÃO COEFICIENTE DE ATRITO AÇO AISI 1010

GABRIEL MENEZES DE MENEZES JOÃO GABRIEL RAMOS BORGES LEONARDO JACOB HENDLER LUAN PERSICO ALVES

Porto Alegre Fevereiro de 2023

Sumário

1. - Introdução        3
2. - Procedimento Experimental        3
3. - Resultados e Discussões        5

1. - Lubrificante 1 – Acrawax C        7
2. - Lubrificante 2 - Estearato de Zinco        9

1. - Conclusão        10
2. – Referência Bibliográfica        11

1. – Introdução

Trefilação é um dos principais processos da conformação mecânica. Esse processo é usualmente aplicado na fabricação de arames, fio máquina, tubos e barras. Neste processo de fabricação é realizado a redução do diâmetro do material ocasionando, assim, um ganho em suas propriedades mecânicas, como por exemplo aumento do limite de escoamento. A trefilação ocorre através da passagem da matéria prima por uma matriz, denominada de fieira, que possui uma seção menor que a área do material. O material passa pelo canal convergente da fieira por meio de uma força de tração realizada em sua saída. O presente estudo aborda a determinação do coeficiente de atrito em ensaios de trefilação realizados no Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), no qual foram executados dois ensaios com diferentes tipos de lubrificantes. A partir da análise dos dados coletados de força e deformação dos materiais serão realizados os cálculos para obtenção do coeficiente de atrito.

1. - Procedimento Experimental

O processo de trefilação foi realizado em dois corpos de prova composto do mesmo material, aço AISI 1010 recozido, porém, com dois tipos de lubrificantes diferentes, sendo eles Acrawax C e Estearato de Zinco. A primeira etapa do ensaio foi realizar as medições dos diâmetros das amostras com um paquímetro digital (figura 2), para conseguirmos, posteriormente, calcular a resistência média ao escoamento (Kfm). O ensaio de trefilação foi realizado na máquina universal Emic (figura 1), no entanto, foi necessário adaptar um suporte para posicionar a fieira (figura 3). Em seguida, foi posicionado a fieira (figura 4) de ângulo de trabalho de 4º e adicionado o lubrificante.

[pic 1]

Figura 1 – Máquina de ensaios mecânicos – EMIC

O material foi tracionado na saída da fieira com uma velocidade de 30mm/min. Para realizar a aquisição dos dados do ensaio foi utilizado um software que mede a força, o tempo e a deformação das amostras. Após terminados os processos de trefilação dos materiais foi, novamente, medido os diâmetros das amostras.

[pic 2]

Figura 2 – Paquímetro Digital

[pic 3]

Figura 3 – Suporte para acoplamento da fieria na EMIC

[pic 4]

Figura 4 – Fieira com ângulo de trabalho de 4º

1. - Resultados e Discussões

Os resultados dos ensaios foram obtidos através da análise dos dados aquisitados pelo software. Foram criados gráficos de Força (N) x Deformação (mm). A partir dos gráficos foi feito uma média das forças na região plástica, pois devido ao processo de trefilação ter sido adaptado na EMIC, pode haver a presença de pontos destoados no gráfico em decorrência do modo que está sendo realizado a lubrificação.

Os dados medidos com paquímetro são de extrema importância para calcular a resistência de escoamento e, também, entra na equação de Siebel, porém como área. Segue abaixo (tabela 1) os resultados das medições dos diâmetros das amostras ensaiadas com diferentes lubrificantes (figura 5).

Lubrificantes	Diâmetro Inicial	Diâmetro Final
Acrawax C	11,49 mm	10,2 mm
Esteato de Zinco	11,7 mm	10,34 mm

Tabela 1 – Dados das medições de diâmetros das amostras.

[pic 5]

Figura 5 – Armazenamento dos lubrificantes utilizados nos processos de

trefilação.

Foram fornecidos os dados do material AISI 1020 recozido obtidos através de uma curva de escoamento em um ensaio de tração regido pela NBR 6152. Os dados apresentam os valores de 𝐾𝑓0 e 𝐾𝑓:

𝐾𝑓0 = 218,65 𝑀𝑃𝑎

(1)

𝐾𝑓 = 218,65 . 𝜑0,15651

(2)

Onde 𝜑 é:

𝐷02 𝜑 = ln (        ) 𝐷12

(3)

Para obter o coeficiente de atrito utilizamos a equação de Siebel (4), que relaciona propriedades como força, área, entre outros parâmetros. Entretanto, precisamos calcular os valores já fornecidos e isolar a variável 𝜇.[pic 6]

𝐴0        2𝛼        𝜇        𝐴0 𝐹 = 𝐴1𝐾𝑓𝑚 [ln (𝐴 ) + ( 3 ) + (  ln (𝐴 ))] 1        𝛼        1

(4)

Onde 𝐾𝑓𝑚 é:[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

𝐾𝑓0 + 𝐾𝑓1 𝐾𝑓𝑚 =        2

(5)

1. - Lubrificante 1 – Acrawax C[pic 12][pic 13]

Figura 6 – Gráfico Força (N) x Deformação (mm) do processo de trefilação com lubrificante Acrawax C

A partir do gráfico (figura 6), que foi gerado com os dados fornecidos pelo software de aquisição, obtivemos uma força média.