Resumo Forjamento e Estampagem

Forjamento

Ao contrário dos processos de trefilação, extrusão e laminação, o forjamento é um processo pelo qual pode se adquirir peças prontas. Pode ser a quente (para materiais mais duros) ou frio (materiais mais dúcteis).

O forjamento, um processo de conformação mecânica em que o material é deformado por martelamento ou prensagem, é empregado para a fabricação de produtos acabados ou semi-acabados de alta resistência mecânica, destinados a sofrer grandes esforços e solicitações em sua utilização.

• Martelamento: as marteladas para deformação são rápidas, a deformação é irregular nas camadas superficiais e a pressão máxima atingida é no tocar do martelo sobre a peça.

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• Prensagem: o material fica sujeito a uma compressão feita em baixa velocidade (de uma máquina mecânica ou hidráulica), a pressão é crescente, sendo o momento de maior pressão o momento que a máquina atinge antes de parar e voltar. A superfície é uniforme.      As prensas hidráulicas são acionadas por pistões hidráulicos. Sua capacidade de aplicação de carga fica entre 300 e 50.000 toneladas. Elas são bem mais caras que as prensas mecânicas que podem aplicar cargas entre 100 e 8.000 toneladas.

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Matriz

A matriz de forjamento necessita suportar altas pressões, choques mecânicos e altas temperaturas.

Matriz aberta: é usada para forjamento livre e apenas algumas dimensões das peças são deformadas pela matriz. Esse tipo de forjamento é usual para peças grandes e um número reduzido para produção. Exemplos: eixos de navio, turbinas.

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Matriz fechada: nesse caso, todas as dimensões das peças são delimitadas pela matriz. Usado para peças de pequeno porte e larga escala de produção.

A parte inferior é presa na bigorna, onde o material é colocado, é a parte inferior cai sobre a outra, fazendo o material preencher a cavidade da matriz. A matriz deve conter uma parte extra para que seja preenchida todas as suas cavidades e ainda sobrar uma rebarba, que após a retirada do material é cortada.

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O forjamento segue as seguintes etapas:

• Corte do Blank: que é o corte do metal para o tamanho que será necessário;
• Aquecimento: realizado em fornos, o blank é aquecido com temperatura superior á de recristalização do metal escolhido, sendo importante que a peça seja aquecida uniformemente;
• Forjamento intermediário: realizado quando difícil à finalização em uma etapa;
• Forjamento final: feito com matriz com as dimensões finais exatas;
• Tratamento térmico: retira as tensões internas do material e deixa a estrutura homogênea.

Alguns defeitos do processo de forjamento:

• Falta de redução - caracteriza-se pela penetração incompleta do metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da peça e acontece quando são usados golpes rápidos e leves do martelo.
• Trincas superficiais - causadas por trabalho excessivo na periferia da peça em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade a quente.
• Trincas nas rebarbas - causadas pela presença de impurezas nos metais ou porque as rebarbas são pequenas. Elas se iniciam nas rebarbas e podem penetrar na peça durante a operação de rebarbação.
• Trincas internas - originam-se no interior da peça, como conseqüência de tensões originadas por grandes deformações.
• Gotas frias- são descontinuidades originadas pela dobra de superfícies, sem a ocorrência de soldagem. Elas são causadas por fluxos anormais de material quente dentro das matrizes, incrustações de rebarbas, colocação inadequada do material na matriz.
• Incrustações de óxidos - causadas pela camada de óxidos que se formam durante o aquecimento. Essas incrustações normalmente se desprendem, mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peças.
• Descarbonetação - caracteriza-se pela perda de carbono na superfície do aço, causada pelo aquecimento do metal.
• Queima - gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos grãos, formando películas de óxidos. Ela é causada pelo aquecimento próximo ao ponto de fusão.

Estampagem

A estampagem é um processo de conformação mecânica de chapas, atingindo a sua zona plástica, e tornando a deformação permanente.

As chapas geralmente utilizadas são as provenientes do processo de laminação. É um processo normalmente feito á frio.

Considerações a serem feitas

• Metal a ser utilizado: geralmente ligas de baixo carbono, aços inoxidáveis, ligas de alumínio e latão 70-30, por possuírem maior estampabilidade.
• Composição química:a presença de outros elementos no material pode comprometer a estampagem. Defeitos também atrapalham o acabamento superficial.
• Propriedades mecânicas: dureza, resistência à tração, ductilidade.
• Dimensão da peça a ser obtida, para melhor aproveitamento da chapa e menor geração de sobras.

Prensas

• Prensas mecânicas: geralmente utilizada nas operações de corte, dobramento e estampagem rasa.
• Prensas hidráulicas: Utilizadas para estampagem profunda.

As prensas são constituídas de:

• Matriz Superior: que abriga o estampo, punção ou macho;

• Matriz inferior: que contém a fêmea ou matriz

Alguns processos da estampagem:

• Corte: O corte é a operação de cisalhamento de um material na qual uma ferramenta ou punção de corte é forçada contra uma matriz

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Obs: A espessura da chapa deve ser igual ou menor que o diâmetro do punção; O punção precisa estar afiado para um bom acabamento.

Corte simples: produção de uma peça apenas cortando-a

Entalhe: corte de um detalhe

Puncionamento: produz furos de pequena dimensão

Corte parcial: a parte cortada fica presa á chapa.

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