Conformação Mecânica

CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA – BURITIS

FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA – FACET

ENGENHARIA MECÂNICA

PEDRO PEREIRA

RAFAEL PORTO MAIA

CONFORMAÇÃO MECÂNICA

BELO HORIZONTE

MAIO/2014

INTRODUÇÃO

Ao longo dos anos, para suprir as necessidades da sociedade, surgiram as técnicas de fabricação e houve um acentuado aperfeiçoamento das mesmas, de modo que existe hoje uma grande variedade de materiais e processos de fabricação.

Entende-se como conformação dos metais a modificação de um corpo metálico para outra forma definida. Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos: processos metalúrgicos nos quais as modificações de forma estão relacionadas com altas temperaturas e processos mecânicos nos quais as modificações são provocadas pela aplicação de tensões externas.

Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes cilindros, como os empregados na laminação;

A conformação mecânica é qualquer operação durante a qual se aplica esforço mecânico em diversos materiais, resultando em uma mudança permanente deformas e dimensões.

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

Tipos de conformação

 Laminação

 Forjamento

 Extrusão

 Trefilação

 Estampagem

Deformação Plástica dos materiais

Quando a tensão supera a de escoamento iniciam-se as rupturas das ligações químicas e os movimentos atômicos no interior dos materiais. Durante este processo ligações são quebradas e outras refeitas. Envolve movimentação de discordâncias e escorregamento de planos escorregamento de planos nos metais, caracterizado pelo Encruamento Uniforme e Não-Uniforme.

Discordâncias

As discordâncias são planos incompletos de átomos gerados no momento da cristalização devido a má formação dos planos vizinhos.

As discordâncias movem-se mais facilmente nos planos de maior densidade atômica (chamados planos de escorregamento). Neste caso, a energia necessária para mover uma discordância é mínima.

As forças causadoras da def. plástica são de cisalhamento mas muitas vezes as forças externas são de tração ou compressão.

- Contorno de grão:

Quando uma discordância encontra um contorno de grão ela tem que mudar de direção já que o sistema de escorregamento também muda.

- Tamanho do grão:

Quanto menores os tamanhos de grão mais contornos estarão no caminho das discordâncias necessitando de mais força de cisalhamento sobre os planos para realizar a deformação plástica. O material fica mais resistente.

Trabalho a frio

Quando se deforma um metal em baixas temperaturas ele se torna mais duro e mais resistente ao mesmo tempo em que se torna menos dútil ou mais frágil. - Durante o processo de conformação a frio, o material endurece por encruamento.

Uma limitação do processo a frio é FRATURA DO MATERIAL. Para evitar a fratura do material efetuasse o ciclo de deformação/recristalização estática.

O tamanho do grão depende da temperatura de recristalização e da deformação sofrida

Encruamento

O encruamento é explicado pela interação dos campos de deformação das discordâncias, que são aumentadas pela deformação, exigindo cada vez mais força para seguir deformando.

Recuperação/Recristalização

Para anular os efeitos do encruamento e voltar a ter as propriedades anteriores à deformação plástica deve-se fazer um tratamento térmico

Recuperação: ocorre um alívio de parte das tensões internas.

Recristalização: nucleiam novos grãos no material com a forma anterior à deformação e as propriedades mecânicas voltam aos valores originais.

Trabalho a frio

Vantagens

 Aumenta a dureza e a resistência dos materiais, mas a ductilidade diminui;

 Permite a obtenção de dimensões dentro de tolerâncias estreitas;

 Produz melhor acabamento

 superficial.

Desvantagens

 Pequenas reduções e maior número de passes;

 Necessidade de ferramental de alta resistência mecânica e ao impacto;

 Necessidade de recozimentos intermediários para eliminação do encruamento.

Trabalho a quente

É a etapa inicial da maioria dos metais e ligas, requer menos energia para deformar o material. Ocorre o recozimento e a recristalização

 

Vantagens

 menor