Processos de conformação mecânica

Os processos de conformação mecânica são aqueles que alteram a

geometria do material (forma) por deformação plástica, através de forças

aplicadas por ferramentas adequadas, que podem variar desde pequenas

matrizes até grandes cilindros.

As vantagens com este processo são muitas: bom aproveitamento da

matéria; rapidez na execução; possibilidade de controle das propriedades

mecânicas; e possibilidade de grande precisão e tolerância dimensional. É

importante observar, entretanto, que o ferramental e os equipamentos possuem

um custo muito elevado, exigindo grandes produções para justificar o processo

economicamente.

Existem algumas centenas de processos unitários de conformação

mecânica, desenvolvidos para aplicações específicas. Mas é possível

classificá-los num pequeno número de categorias, com base em critérios tais

como: o tipo de esforço, deformação do material, variação relativa da

espessura da peça, o regime da operação de conformação e o propósito da

deformação. Basicamente, se dividem em:

- LAMINAÇÃO: conjunto de

processos em que se faz o

material passar através da

abertura entre cilindros que giram

(tipo massa de pastel), reduzindo

a seção transversal; os produtos

podem ser placas, chapas, barras

de diferentes seções, trilhos,

perfis diversos, anéis e tubos.

FORJAMENTO: conformação por esforços

compressivos fazendo o material assumir o contorno da

ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo.

Moedas, parafusos, âncoras e virabrequins estão entre

os produtos do forjamento.

- TREFILAÇÃO: redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo,

“puxando-se” a peça através de uma ferramenta (fieira ou trefila) em forma de

“funil”. É o processo comum para obtenção de fios de todo tipo.

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- EXTRUSÃO: processo em que a peça é

“empurrada” contra a matriz

conformadora, com redução da sua

seção transversal, como ocorre numa

máquina de formar macarrão. O produto

pode ser uma barra, perfil (esquadrias de

alumínio, etc.) ou tubo.

- CONFORMAÇÃO DE CHAPAS: Compreende operações com chapas, como

corte, dobramento e

estampagem. Produtos

são arruelas, panelas,

enlatados, etc.

1.2 Temperatura na Conformação

Em função da temperatura e do material utilizado, a conformação

mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. O

trabalho a quente (TQ) é usado para reduzir os esforços de conformação e/ou

permitir a recristalização1. Geralmente, a temperatura mais elevada de trabalho

a quente é limitada bem abaixo do ponto de fusão, devido à possibilidade de

fragilização à quente (existência de compostos dentro do material com menor

ponto de fusão). Basta uma pequena quantidade de constituinte com baixo

ponto de fusão nos contornos de grão para fazer um material desagregar-se

quando deformado.

De outra forma, o trabalho a frio (TF) é a deformação realizada sob

condições em que não ocorre a recristalização do material. Já no trabalho a

morno, ocorre uma recuperação2 do material, sem recristalização.

1 Recristalização: Em uma certa temperatura, os grãos (estrutura cristalina) amassados e

distorcidos pela conformação formam novos grãos, reduzindo as tensões internas.

2 Recuperação: Há um rearranjo das discordâncias, melhorando a ductilidade do material, mas

não ocorre formação de novos grãos (recristalização).

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É importante entender que a distinção básica entre TQ e TF não está na

temperatura em si, mas na temperatura de recristalização do material. Porque,

dependendo da liga, podemos ter TQ com conformações à temperatura

ambiente, como no caso de Pb e Sn. Por outro lado, a conformação a 1100°C é

TF para o tungstênio, cuja temperatura de recristalização é superior, embora tal

temperatura seja TQ para o aço.

É importante lembrar do calor gerado na conformação. Tanto a

deformação plástica quanto o atrito contribuem para a geração de calor. Da

energia empregada na deformação plástica de um metal, apenas 5 a 10%

ficam acumulados na rede cristalina, sob a forma de energia interna, sendo os

restantes 90 a 95% convertidos em calor. Em algumas operações de

conformação contínua, como extrusão e trefilação (efetuadas