Classificação dos processos que formam

Classificação dos processos de conformação

1.1 INTRODUÇÃO

Entende-se o processo de conformação dos corpos metálicos como o processo de modificação da forma desse corpo metálico para outra forma definida.

Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos: processos mecânicos, nos quais as modificações de forma são provocadas pela aplicação de tensões externas, e às vezes em altas temperaturas, mas sem a liquefação do metal; e processos metalúrgicos, nos quais as modificações de forma podem estar relacionadas também às tensões externas, e às vezes em altas temperaturas, mas com liquefação do metal (como no processo de fundição) ou com a difusão de partículas metálicas (como no processo de sinterização).

Os processos mecânicos são constituídos pelos processos de conformação plástica, para os quais as tensões aplicadas são geralmente inferiores ao limite de resistência à ruptura do material, e pelos processos de conformação por usinagem, para os quais as tensões aplicadas são sempre superiores ao limite mencionado, sendo a forma final, portanto, obtida por retirada de material. Devido à sua natureza, esses processos são também denominados “processos de conformação mecânica”.

É importante o estudo dos processos de conformação plástica dos metais porque em sua maior parte, quase todos os produtos metálicos produzidos são submetidos, em um ou mais estágios de seu processamento, a tais processos.

Os processos de conformação plástica dos metais permitem a fabricação de peças, no estado sólido, com características controladas. De uma forma resumida, os objetivos desses processos são a obtenção de produtos finais com especificação de:

a) dimensão e forma,

b) propriedades mecânicas,

c) condições superficiais,

Conciliando a qualidade com elevadas velocidades de produção e baixos custos de fabricação.

Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com vários critérios:

a) quanto ao tipo de esforço predominante; b) quanto à temperatura de trabalho;

c) quanto à forma do material trabalhado ou do produto final;

d) quanto ao tamanho da região de deformação (localizada ou geral);

e) quanto ao tipo de fluxo do material (estacionário ou intermitente);

f) quanto ao tipo de produto obtido (semi-acabado ou acabado).

1.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TIPO DE ESFORÇO PREDOMINANTE

Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com o tipo de esforço predominante em (Figura 1.1):

a) processos de conformação por compressão direta;

b) processos de conformação por compressão indireta;

c) processos de conformação por tração;

d) processos de conformação por cisalhamento;

e) processos de conformação por flexão.

Nos processos de conformação por compressão direta, predomina a solicitação externa por compressão sobre a peça de trabalho. Nesse grupo podem ser classificados os processos de forjamento (livre e em matriz) e laminação (plana e de perfis).

Nos processos de conformação por compressão indireta, as forças externas aplicadas sobre a peça podem ser tanto de tração como de compressão. Porém as que efetivamente provocam a conformação plástica do metal são de compressão indireta, forças desenvolvidas pela reação da matriz sobre a peça, Os principais processos que se enquadram nesse grupo são a trefilação e a extrusão, de tubos e fios, e a estampagem profunda (embutimento) de chapas (parcial). No processo de trefilação a solicitação externa é de tração e nos processos de extrusão e embutimento de chapas, de compressão. Nesse ultimo processo, porém, somente parte da peça (a aba) e submetida a esse tipo de esforço.

O principal exemplo de processo de conformação por tração é o estiramento de chapas, em que a peça toma a forma da matriz por meio da aplicação de forças de tração em suas extremidades.

Os processos de conformação por cisalhamento envolvem forças cisalhantes suficientes ou não para romper o metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processo são a torção de barras e o corte de chapas.

No processo de conformação por flexão as modificações de forma são obtidas mediante a aplicação de um momento fletor. Este princípio é utilizado para dobrar chapas, barras e outros produtos. Como exemplos podem ser citados os processos de dobramento livre, dobramento de borda, dobramento de matriz e calandragem.

Figura 1.1 – Esquema simplificado da classificação dos processos de conformação.

[Desenho: BRESCIANI, 1991]

1.3 CLASSIFICAÇÃO QUANTO A TEMPERATURA DE TRABALHO

Em relação à temperatura de trabalho, os processos de conformação podem ser classificados em processos com trabalho mecânico a frio e com trabalho mecânico a quente. Quando a temperatura de trabalho é maior do que a temperatura que provoca a recristalização do metal, o processo é designado como de trabalho a quente e, abaixo dessa temperatura, e designado como de trabalho a frio.

No trabalho mecânico a frio provoca-se o aparecimento no metal do chamado efeito de encruamento, ou seja, o aumento da resistência mecânica com a deformação plástica. 0 trabalho mecânico a frio permite aumentar a resistência mecânica de certos metais não-ferrosos que não são endurecíveis por tratamentos térmicos.

No trabalho mecânico a quente, a deformação plástica é realizada numa faixa de temperatura, e durante um determinado tempo, em que o encruamento é eliminado pela recristalização do metal.

Um metal na sua condição encruada possui energia interna elevada em relação ao metal não-deformado plasticamente. Aumentando-se a temperatura, há uma tendência do metal retornar a condição mais estável de menor energia interna. O tratamento térmico para obter esse efeito é denominado recozimento e, além da recuperação da estrutura cristalina do metal, este tratamento provoca a