conform a cao plastic a dos met a is

7/26/2019 Conform a Cao Plastic a Dos Met a Is

1/258

(C )

( A B)

( D O)

( G E D)

2011

( )

ISBN 978-85-86686-64-1


2/258

FICHA CATALOGRFICA

/ . . . ;

. . .. ; . . .. ; . . . .. . 1.

. . : , 2011.

9788586686641

...//

.../1/A CAAAA.

1. 2. 3.

4. . , . , .

, . ,

. . . . .

624.012.004.54


3/258

A C M

E M E M.

,

, ,

. E ,

.

A ,

:

1 C

2 M C

3 M C

E , EB F, I B , G F B B,

:

, (.) , ,

, . .

, 1 (. ), 33.

C, M 2011.


4/258

. . . E A (), I A (1962); D E, E (1968); L D, E (1980); A, E (1983); A (1995) C E ( 1995), F E M, E C; C, C C E, A ,

C C ( 1997); M C L, E H C, E C ( 2007). A (, , , ) , , , . : E M, E , E , E E .

. . . E M, E E C, (1975); M E M, F E M, E C (1989); D E M, F E M, E C (2000); E 30 (1975/2005); D N F ( 1993), D M ,

E M ( 1980), D D E F, F E M, E C ( 2007).

. . . E M, B (1982); M E M, F C (1987); D E M(1995), L D F (2010) E (1995); D, F A EN (A) (19971998); , C L (F) (20042006); F E J DEC (19841989). A D EM M, E ( 1989).

. . .E M (1981), M, D LD E M (1985, 1990 1995) E C (NICAM), M F. A F E M NICAM, 1985 , .


5/258

Parte 1 Processos de conformao plstica

1 Classificao dos processos de conformao ............................................................................... 12

1.1 INTRODUO ........................................................................................................................ 12

1.2 CLASSIFICAO QUANTO AO TIPO DE ESFORO PREDOMINANTE ........................... 13

1.3 CLASSIFICAO QUANTO A TEMPERATURA DE TRABALHO ........................................ 14

1.4 OUTROS METODOS DE CLASSIFICAO .......................................................................... 15

2 Laminao..................................................................................................................................... 17

2.1 CONCEITOS INICIAIS DA LAMINAO ............................................................................. 17

2.2 MECNICA DA LAMINAO ............................................................................................... 18

2.3 LAMINADORES...................................................................................................................... 21

2.4 CILINDROS DE LAMINAO ..............................................................................................24

2.5 DESCRIO DO PROCESSO DE LAMINAO .......................................... ....................... 25

2.5.1 Laminao a quente de blocos e placas

2.5.2 Laminao a quente de chapas finas

2.5.3 Laminao a frio de chapas finas

2.5.4 Controle do processo de laminao

2.5.5 Projeto dos passes de laminao

2.6 PRODUTOS LAMINADOS .................................................................................................... 32

2.6.1 Classificao dos produtos laminados

2.6.2 Defeitos tpicos dos produtos laminados

2.6.2.1 Defeitos em produtos semiacabados

2.6.2.1 Defeitos em produtos acabados


6/258

2.6.3 Propriedades de produtos laminados

3 Extruso ........................................................................................................................................ 37

3.1 CONCEITOS INICIAIS DA EXTRUSO ................................................................................ 37

3.2 MECNICA DA EXTRUSO .................................................................................................. 38

3.3 MQUINA DE EXTRUSO.................................................................................................... 39

3.4 FERRAMENTA DE EXTRUSO ............................................................................................. 41

3.5 DESCRIO DO PROCESSO DE EXTRUSO ......................... .......................... ...................42

3.5.1 Etapas do processo de extruso

3.5.2 Controle do processo de extruso

3.6 PRODUTOS EXTRUDADOS.................................................................................................. 45

3.6.1 Classificao dos produtos extrudados

3.6.2 Defeitos tpicos de produtos extrudados

3.6.3 Propriedades de produtos extrudados

4 Trefilao .................................................................................................................................. 48

4.1 CONCEITOS INICIAIS DA TREFILAO ........................................................................... 48

4.2 MECNICA DA TREFILAO ..................................................................................................... 48

4.3 MQUINAS DE TREFILAO ............................................................................................. 49

4.3.1 Mquina de trefilar sem deslizamento

4.3.2 Mquinas de trefilar com deslizamento

4.3.3 Observao quanto ao desgaste da fieira

4.3.4 Sistemas de lubrificao

4.3.5 Mquinas para os diversos produtos

4.3.6 Instalaes complementares

4.4 FERRAMENTAS DE TREFILAO ....................................................................................... 53

4.5 DESCRIO DO PROCESSO DE TREFILAO ..................................................................56


7/258

4.5.1 Tratamentos qumicos e mecnicos

4.5.2 Tratamento trmico de recozimento

4.5.3 Fatores de influncia na trefilao

4.5.4 Lubrificao na trefilao

4.6 PRODUTOS TREFILADOS ....................................................................................................59

4.6.1 Classificao dos produtos trefilados

4.6.2 Defeitos tpicos de produtos trefilados

4.6.3 Propriedades de produtos trefilados

5 Estampagem ................................................................................................................................. 61

5.1 CONCEITOS INICIAIS DA ESTAMPAGEM ........................................................................... 61

5.1.1 Estampagem profunda

5.1.2 Conformao em geral

5.2 MECNICA DA ESTAMPAGEM ............................................................................................65

5.2.1 Estampagem profunda de chapas

5.2.2 Dobramento de chapas

5.3 MQUINAS DE ESTAMPAGEM ........................................................................................... 69

5.4 FERRAMENTAS DE ESTAMPAGEM .....................................................................................70

5.4.1 Ferramentas de corte

5.4.2 Ferramentas de dobramento

5.4.3 Ferramentas de estampagem profunda

5.4.4 Materiais para ferramentas de estampagem

5.5 CONTROLE DO PROCESSO DE ESTAMPAGEM ......................... ......................... ...............74

5.6 PRODUTOS ESTAMPADOS .................................................................................................. 75

5.6.1 Classificao dos produtos estampados

5.6.2 Defeitos na estampagem profunda


8/258

5.6.3 Propriedades dos produtos estampados

6 Forjamento ................................................................................................................................... 77

6.1 CONCEITOS INICIAIS ........................................................................................................... 77

6.2 MECNICA DO FORJAMENTO ....................... .......................... ......................... ....................78

6.3 MQUINAS DE FORJAMENTO ........................... .......................... ............................ .............78

6.3.1 Martelo de queda livre

6.3.2 Martelo de dupla ao

6.3.3 Martelo de contragolpe

6.3.4 Prensas para forjamento

6.4 MATRIZES DE FORJAMENTO ......................... ......................... ............................ ..................82

6.5 DESCRIO DO PROCESSO DE FORJAMENTO ........................ ......................... ............... 83

6.5.1 Forjamento em matriz aberta

6.5.2 Forjamento em matriz fechada

6.5.3 Tratamentos trmicos de forjados

6.5.4 Temperatura e velocidade de forjamento

6.5.4.1 Temperatura de forjamento

6.5.4.2Perdas de temperatura

6.5.4.2Ganhos de temperatura

Velocidade de deformao

6.6 PRODUTOS FORJADOS .........................................................................................................87

6.6.1 Classificao de produtos forjados

6.6.3 Propriedades de produtos forjados


9/258

Parte 2 Metalurgia

1 Conceitos Fundamentais da Estrutura Cristalina dos Metais

1. 1 ELEMENTOS DE CRISTALOGRAFIA ................................................................................... 90

1.2 ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS ............................................................................ 90

1.3 PARMETROS DA ESTRUTURA CRISTALINA .................................................................... 91

1.4 ESTRUTURA CRISTALINA DAS LIGAS METLICAS.......................................................... 94

1.5 DEFEITOS CRISTALINOS ..................................................................................................... 96

1.6 NOTAO CRISTALOGRFICA ...........................................................................................97

2 Deformao plstica do cristal .......................................................................................................... 100

2.1 MECANISMOS DE DEFORMAO PLSTICA ............................................................................... 100

2.2 TENSO DE CISALHAMENTO DO CRISTAL..................................................................... 101

2.3 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO DO CRISTAL .................................................. 103

2.3.2 Sistemas de escorregamento em cristais de estrutura hexagonal compacta

2.3.3 Sistemas de escorregamento em cristais cbicos de corpo centrado

2.4 PROJEO ESTEREOGRFICA .......................................................................................... 106

2.5 ORIENTAO DO CRISTAL NO ESCORREGAMENTO ................................................... 108

2.6 SISTEMAS DE MACLAO NO CRISTAL........................................................................... 110

2.7 DISCORDNCIAS ................................................................................................................. 110

3 Deformao plstica do agregado policristalino ........................................................................ 114

3.1 CONSIDERAES INICIAIS ................................................................................................. 114

3.2 CONTORNO DE GRO ........................................................................................................ 114

3.3 POLIGONIZAO................................................................................................................. 115

3.4 SOLUES SLIDAS ......................... ........................... .......................... ............................ .... 116

3.5 SEGUNDAS FASES ................................................................................................................ 117


10/258

4 Encruamento e Recozimento ..................................................................................................... 118

4.1 ENCRUAMENTO DO CRISTAL ............................................................................................ 118

4.2 ENCRUAMENTO DO AGREGADO POLICRISTALINO ...................................................... 119

4.2.1 Metais de estrutura cbica de face centrada (cfc)

4.2.2 Metais de estrutura cbica de corpo centrado (ccc)

4.2.2 Metais de estrutura hexagonal compacta (hc)

4.3 MUDANAS DE PROPRIEDADES COM O ENCRUAMENTO ........................................... 123

4.4 RECRISTALIZAO .............................................................................................................125

4.4.1 Influncia do tempo e da temperatura

4.4.2 Influncia do grau de encruamento

4.4.3 Influncia da natureza do metal

4.5 MUDANAS DE PROPRIEDADES COM A RECRISTALIZAO...................................... 129

5 Textura e anisotropia .................................................................................................................. 131

5.1 DEFINIO E REPRESENTAO DA TEXTURA................................................................ 131

5.2 TEXTURA DE DEFORMAO PLSTICA .............................. .......................... .................. 132

5.2.1 Textura de laminao

5.2.2 Textura de trefilao

5.2.3 Textura de conformados em geral

5.2.4 Controle da formao de texturas de deformao

5.3 TEXTURA DE RECRISTALIZAO ..................................................................................... 139

5.3.1 Texturas de recristalizao em laminados

5.3.2 Texturas de recristalizao em trefilados

5.4 ANISOTROPIA DAS PROPRIEDADES MECNICAS .......................................................... 141


11/258

6 Fratura Dctil ............................................................................................................................. 143

6.1 TIPOS DE FRATURA ............................................................................................................ 143

6.2 MODOS DE FRATURA DCTIL ......................................................................................... 144

6.3 MECANISMOS DA FRATURA DCTIL .............................................................................. 145

6.4 INSTABILIDADE DO ESCOAMENTO......................................................................... 147

7 Conformabilidade plstica ......................................................................................................... 149

7.1 CONCEITOS DE CONFORMABILIDADE ........................................................................... 149

7.2 FATORES DE INFLUNCIA NA CONFORMABILIDADE .................................................. 149

7.3 ENSAIOS DE CONFORMABILIDADE ................................................................................. 150

7.3.1 Ensaios de conformao a frio de chapas metlicas

7.3.2 Ensaios de conformao a quente de corpos metlicos

7.3.3 Consideraes sobre a tenso de escoamento

7.4 EXEMPLOS DE ANLISE DE FATORES DE INFLUNCIA NA CONFORMABILIDADE .157

7.4.1 Chapas de ao para estampagem

7.4.2 Tarugos de lato para forjamento

Parte 3 Mecnica da conformao plstica

1 Teoria das tenses em corpos slidos ........................................................................................ 162

1.1 VETOR DA TENSO ............................................................................................................. 162

1.2 TENSOR DE TENSO........................................................................................................... 163

1.3 EQUAES DE EQUILBRIO .............................................................................................. 165

1.4 TENSES PRINCIPAIS ......................................................................................................... 166

1.5 TENSO DE CISALHAMENTO MXIMA ......... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... 168

1.6 CRCULOS DE MOHR .......................................................................................................... 169

1.7 TENSES OCTADRICAS......................... ............................ ......................... .................. 171


12/258

1.8 ESTADOS TRIPLOS DE TENSO PARTICULARES.............................................................172

1.9 TENSES REDUZIDAS ........................................................................................................ 174

1.10 INVARIANTES DO TENSOR DE TENSO ........................................................................ 176

1.11 ELIPSIDE DE TENSES .....................................................................................................177

1.12 INTENSIDADE DE TENSO DE CISALHAMENTO....................... .......................... 178

2 Teoria das deformaes em corpos slidos ...................................................................................... 179

2.1 DESLOCAMENTO E DEFORMAO ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... 179

2.2 TENSOR DE DEFORMAO .............................................................................................. 180

2.3 EQUAES DE COMPATIBILIDADE ................................................................................. 180

2.4 DEFORMAES PRINCIPAIS .............................................................................................. 181

2.5 DEFORMAO VOLUMTRICA ........................................................................................ 182

2.6 CRCULOS DE MOHR ......................................................................................................... 182

2.7 DEFORMAO OCTADRICA ........................................................................................... 183

2.8 ESTADOS TRIPLOS DE DEFORMAO PARTICULARES ............................................... 183

2.9 DEFORMAES REDUZIDAS ............................................................................................ 184

2.10 INVARIANTES DO TENSOR DE DEFORMAO ............................................................ 185

2.11 ELIPSIDE DE DEFORMAO ......................................................................................... 185

2.12 INTENSIDADE DE DISTORO ....................................................................................... 186

2.13 DEFORMAO DE UM CRCULO .................................................................................... 186

2.14 VELOCIDADE DE DEFORMAO.................................................................................... 188

2.15 TRABALHO DE DEFORMAO ........................................................................................ 189

3 Teoria da plasticidade................................................................................................................ 191

3.1 LEI DO COMPORTAMENTO ELSTICO......................................................................... 191

3.2 COMPORTAMENTO PLSTICO......................................................................................... 192

3.3 CRITRIOS DE ESCOAMENTO ........................................................................................... 194


13/258

3.4 TENSO E DEFORMAO EFETIVAS ............................................................................... 198

3.5 TEORIA DO ESCOAMENTO........................ ............................ .......................... ............ 199

3.6 ESTADO DE DEFORMAO PLANA ................................................................................. 202

3.7 TRABALHO DE DEFORMAO PLSTICA ..................................................................... 209

3.8 TEOREMA DO TRABALHO MXIMO E TENSES LIMITES ........................................... 210

4 Mtodos de anlise dos processos de conformao .................................................................. 213

4.1 CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE CONFORMAO ............................................... 213

4.2 INTRODUO AOS MTODOS DE ANLISE .................................................................. 214

4.3 MTODO DA ENERGIA UNIFORME ..................................................................................215

4.4 MTODO DA DIVISO EM ELEMENTOS .......................... ......................... .......................217

4.5 MTODO DO LIMITE SUPERIOR E INFERIOR ................................................................ 218

4.6 MTODO DAS LINHAS DE DESLIZAMENTO .................................................................. 220

4.7 MTODO DE VISUALIZAO ........................................................................................... 221

4.8 MTODO DA SIMULAO ................................................................................................ 222

4.9 MTODO DOS ELEMENTOS FINITOS ............................................................................. 222

5 Aplicaes para forjamento ........................................................................................................ 224

5.1 MTODO PARA ESTIMATIVA SIMPLIFICADA ...................................................................... 224

5.2 MTODO PARA ESTIMATIVA SIMPLIFICADA APRIMORADA ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... ..... 224

5.3 MTODO DA ENERGIA UNIFORME.................................. .......................... .......................... 227

5.4 MTODO DA DIVISO EM ELEMENTOS ......................................................................... 230

5.4.1 Condies de atrito pequeno e placa plana fina

5.4.2 Condies de atrito grande e placa plana fina

5.4.3 Condies de atrito pequeno e perfil fino losangular

5.4.4 Condies de atrito pequeno e de aderncia e disco plano

5.4.5 Forjamento em matriz fechada


14/258

5.5 MTODO DO LIMITE SUPERIOR ......................................................................................244

5.6 MTODO DAS LINHAS DE DESLIZAMENTO...................................................................246

5.6.1 Condies limites e determinao do ponto C

5.6.2 Determinao dos outros pontos

5.6.3 Construo do hodgrafo de velocidades

5.6.4 Determinao das tenses

B .......................................................................................................... 251

Bibliografia Complementar ................................................................................................................ 254


15/258

P 1

P


16/258

1

1.1 INTRODUO

Entendese o processo de conformao dos corpos metlicos como o processo de modificaoda forma desse corpo metlico para outra forma definida.

Os processos de conformao podem ser divididos em dois grupos: processos mecnicos, nosquais as modificaes de forma so provocadas pela aplicao de tenses externas, e s vezes emaltas temperaturas, mas sem a liquefao do metal; e processos metalrgicos, nos quais asmodificaes de forma podem estar relacionadas tambm s tenses externas, e s vezes em altastemperaturas, mas com liquefao do metal (como no processo de fundio) ou com a difuso departculas metlicas (como no processo de sinterizao).

Os processos mecnicos so constitudos pelos processos de conformao plstica, para osquais as tenses aplicadas so geralmente inferiores ao limite de resistncia ruptura do material,e pelos processos de conformao por usinagem, para os quais as tenses aplicadas so sempresuperiores ao limite mencionado, sendo a forma final, portanto, obtida por retirada de material.

Devido sua natureza, esses processos so tambm denominados processos de conformaomecnica.

importante o estudo dos processos de conformao plstica dos metais porque em sua maiorparte, quase todos os produtos metlicos produzidos so submetidos, em um ou mais estgios deseu processamento, a tais processos.

Os processos de conformao plstica dos metais permitem a fabricao de peas, no estadoslido, com caractersticas controladas. De uma forma resumida, os objetivos desses processos soa obteno de produtos finais com especificao de:

a) dimenso e forma,b) propriedades mecnicas,c) condies superficiais,

Conciliando a qualidade com elevadas velocidades de produo e baixos custos de fabricao.

Os processos de conformao plstica podem ser classificados de acordo com vrios critrios:

a) quanto ao tipo de esforo predominante;


17/258

b) quanto temperatura de trabalho;c) quanto forma do material trabalhado ou do produto final;d) quanto ao tamanho da regio de deformao (localizada ou geral);e) quanto ao tipo de fluxo do material (estacionrio ou intermitente);f) quanto ao tipo de produto obtido (semiacabado ou acabado).

1.2 CLASSIFICAO QUANTO AO TIPO DE ESFORO PREDOMINANTE

Os processos de conformao plstica podem ser classificados de acordo com o tipo de esforo

predominante em (F 1.1):

a) processos de conformao por compresso direta;

b) processos de conformao por compresso indireta;

c) processos de conformao por trao;

d) processos de conformao por cisalhamento;e) processos de conformao por flexo.

Nos processos de , predomina a solicitao externa porcompresso sobre a pea de trabalho. Nesse grupo podem ser classificados os processos deforjamento (livre e em matriz) e laminao (plana e de perfis).

Nos processos de , as foras externas aplicadas sobre apea podem ser tanto de trao como de compresso. Porm as que efetivamente provocam aconformao plstica do metal so de compresso indireta, foras desenvolvidas pela reao damatriz sobre a pea, Os principais processos que se enquadram nesse grupo so a trefilao e a

extruso, de tubos e fios, e a estampagem profunda (embutimento) de chapas (parcial). Noprocesso de trefilao a solicitao externa de trao e nos processos de extruso e embutimentode chapas, de compresso. Nesse ultimo processo, porm, somente parte da pea (a aba) esubmetida a esse tipo de esforo.

O principal exemplo de processo de o estiramento de chapas, em quea pea toma a forma da matriz por meio da aplicao de foras de trao em suas extremidades.

Os processos de envolvem foras cisalhantes suficientes ou nopara romper o metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processoso a toro de barras e o corte de chapas.

No processo de conformao por flexo as modificaes de forma so obtidas mediante aaplicao de um momento fletor. Este princpio utilizado para dobrar chapas, barras e outrosprodutos. Como exemplos podem ser citados os processos de dobramento livre, dobramento deborda, dobramento de matriz e calandragem.


18/258

F 1.1 Esquema simplificado da classificao dos processos de conformao.[Desenho: BRESCIANI, 1991]

1.3 CLASSIFICAO QUANTO A TEMPERATURA DE TRABALHO

Em relao temperatura de trabalho, os processos de conformao podem ser classificadosem processos com trabalho mecnico a frio e com trabalho mecnico a quente. Quando atemperatura de trabalho maior do que a temperatura que provoca a recristalizao do metal, oprocesso designado como de trabalho a quente e, abaixo dessa temperatura, e designado comode trabalho a frio.

No provocase o aparecimento no metal do chamado efeito deencruamento, ou seja, o aumento da resistncia mecnica com a deformao plstica. 0 trabalho


19/258

mecnico a frio permite aumentar a resistncia mecnica de certos metais noferrosos que noso endurecveis por tratamentos trmicos.

No , a deformao plstica realizada numa faixa de temperatura, edurante um determinado tempo, em que o encruamento eliminado pela recristalizao dometal.

Um metal na sua condio encruada possui energia interna elevada em relao ao metal nodeformado plasticamente. Aumentandose a temperatura, h uma tendncia do metal retornar acondio mais estvel de menor energia interna. O tratamento trmico para obter esse efeito denominado recozimento e, alm da recuperao da estrutura cristalina do metal, estetratamento provoca a diminuio da resistncia mecnica e a elevao da ductilidade.

1.4 OUTROS METODOS DE CLASSIFICAO

Os mtodos de classificao dos processos de conformao plstica mais comuns so os doismencionados anteriormente (quanto ao tipo de esforo predominante e quanto temperatura detrabalho).

Existem tambm outros mtodos, cujos empregos, no entanto, so menos comuns. Um deles a classificao de acordo com a forma do metal trabalhado, como por exemplo, os processos deconformao de chapas (laminao, estampagem, dobramento, etc.) e de tubos e fios (trefilao,extruso, etc.).

Podese tambm classificar os processos de acordo com o tamanho da regio deformada em:processos com regio de deformao localizada, que incluem a laminao, a trefilao e a

extruso, e processos com regio de deformao generalizada, como por exemplo, os processos deestampagem profunda e o forjamento.

De acordo com o tipo de fluxo de deformao do metal, os processos podem ser classificadosem processos de fluxo contnuos ou quasiestacionrios (com movimento constante) e processosde fluxo intermitente. Como exemplos do primeiro tipo podem ser citados os processos delaminao, trefilao e extruso a quente. Os processos de extruso a frio, estampagem eforjamento so exemplos de processos com fluxo intermitente.

Os processos de conformao podem ser separados em duas categorias de acordo com oproduto obtido: processos de conformao primria, por meio dos quais se obtm produtos semi

acabados e processos de conformao secundrios, por meio dos quais se obtm produtosacabados.

O Q 1.1apresenta um resumo da classificao dos processos de conformao plstica.


20/258

Q 1.1 Processos e produtos tpicos de conformao plstica.

ProcessoFora

preponderante

TrabalhoIlustrao

Semiprodutos ouprodutos

Aquente

Afrio

AosNo

ferrosos

Laminao

Compressodireta

PlacasChapasBarrasPerfis

PlacasChapasBarras

Chapas

TrefilaoCompressoindireta

BarrasArames

Fios

BarrasArames

FiosTubos

Extruso Compressoindireta

Tubos

BarrasTubosPerfis

Peaspequenas

extrudadas

PeaslongasExtrudadas

Forjamento

Compressodireta

Peas forjadas

Peas pequenas forjadas

Estampagem

(profunda)

Compressoindireta em

parte

Peas grandesestampadas

(a partir de placas)

Peas de chapasestampadasEstiramen

to de chapasTrao

Peas de chapasestiradas

Dobramento

Flexo Peas de chapas e tirasdobradas

Calandragem

Flexo Tubos

Corte Cisalhamento Peas cortadas de chapasou pequenos diversos

[Desenho: BRESCIANI, 1991]

O: o texto deste captulo foi elaborado com base na experincia profissional dos autores e emreferncias, algumas mais antigas, utilizadas na poca da primeira edio impressa, e outras mais recentes:

AVENAS, 1996; ALTAN, 1983, 1999; AVITZUR, 1977; BAQUE et al.,1973; GRUNING, 1973; HOSFORD &CADDEI, 2007; RODRIGUES & MARTINS, 2005; ROWE, 1977.


21/258


22/258

resistncia deformao plstica do material da pea nas condies de processamento(temperatura e velocidade de trabalho).

O processo de laminao pode ser conduzido a frio ou a quente, dependendo das dimenses eda estrutura do material da pea especificada para o incio e final do processamento.

a.

L a pea inicial comumente um lingote fundido obtido delingotamento convencional, ou uma placa ou tarugo processado previamente em lingotamentocontnuo; a pea intermediaria e final assume, apos diversos passes pelos cilindros laminadores, asformas de perfis diversos (produtos no planos) ou de placas e chapas (produtos planos). Atemperatura de trabalho se situa acima da temperatura de recristalizao do metal da pea, a fimde reduzir resistncia a deformao plstica em cada passagem e permitir a recuperao daestrutura do metal, evitando o encruamento para os passes subseqentes. A laminao a quente,portanto, comumente se aplica em operaes iniciais (operaes de desbaste), onde sonecessrias grandes redues de sees transversais.

b. L a pea inicial para o processamento, nesse caso, um produto semi

acabado (chapa), previamente laminado a quente. Como a temperatura de trabalho (temperaturaambiente) situase abaixo da temperatura de recristalizao, o material da pea apresenta umamaior resistncia deformao e um aumento dessa resistncia com a deformao(encruamento), no permitindo, dessa forma, intensidades elevadas de reduo de seotransversal. Um tratamento trmico de recozimento, entre uma e outra seqncia de passes, podese tornar necessrio em funo do programa de reduo estabelecido e das propriedades exigidasdo produto final. A laminao a frio aplicada, portanto, para as operaes finais (deacabamento), quando as especificaes do produto indicam a necessidade de acabamentosuperficial superior (obtido com cilindros mais lisos e na ausncia de aquecimento, o que evita aformao de cascas de xidos) e de estrutura do metal encruada com ou sem recozimento final.

As temperaturas de laminao e as de recozimento tm seus limites, superior e inferior,

definidos criteriosamente em funo do tipo de material a ser processado e das condies de cadaprocessamento em particular.

Na laminao a quente um conjunto de dois cilindros utilizado para as primeiras etapas dereduo, de tal modo que a pea conduzida diversas vezes para o passe entre esses cilindros. Nasetapas finais da laminao a frio, e na maioria das etapas de laminao a frio, o trabalho efetuado em diversos conjuntos (gaiolas) de cilindros dispostos em seqncia (trem delaminao).

A seqncia e o nmero de etapas de laminao dependem das condies iniciais da pea(forma e natureza) e das condies finais especificadas (dimenses, formas, acabamento

superficial, propriedades mecnicas e metalrgicas).

2.2MECNICA DA LAMINAO

A laminao pode ser classificada como um processo de compresso direta pelo fato doscilindros atuarem, com esforo de compresso, diretamente sobre a pea.


23/258


24/258

Os cilindros de menor dimetro requerem carga de deformao, e, portanto de separao,

menores do que as exigidas pelos cilindros grandes, para uma mesma intensidade de reduo deseco da pea. Isso devido a dois fatos:

1) a rea da superfcie de contato de um cilindro de dimetro menor tambm menor emrelao de um cilindro de dimetro maior, sendo que uma rea de aplicao menor, para umadada tenso de laminao necessria para vencer a resistncia deformao do material,corresponde uma fora tambm menor;

2) a rea menor da superfcie de contato de um cilindro de dimetro menor corresponde aforas de atrito de menores intensidades e, conseqentemente, a presses mdias menores.

Os cilindros de dimetros menores, para uma mesma fora de separao, sofrem, contudo

deformaes elsticas maiores pela ao dos esforos de flexo. Essas deformaes elsticas, maisacentuadas na parte central dos cilindros, introduzem alteraes dimensionais na pea laminada.Para aumentar ento a rigidez do par de cilindros de dimetros menores, justapemse cilindros,aos pares, de dimetros maiores; os primeiros so denominados cilindros de trabalho e os

segundos, cilindros de apoio ou de encosto (F 2.3). Contudo, alm dessa deformaoelstica central nos cilindros, eles sofrem achatamento na regio de contato, tambm elstico, queconduz a um aumento de seus raios de curvatura.

F 2.2 Foras erelaes geomtricas nalaminao


25/258


26/258

F2.4 Tipos de laminadores segundo o arranjo e nmero de cilindros.

F 2.5 Ilustrao da seqncia de passes na reduo de um lingote para uma placa em laminadorduo reversvel


27/258


28/258


29/258


30/258

1) A

realizado para tornar o material suficientemente plstico para a operao de laminaocom redues grandes de seces. Essa operao conduzida em fornopoo deencharcamento a combustvel (forno profundo, para uniformizao da temperatura) comcontrole da temperatura, do tempo de permanncia e das condies de combusto. As

temperaturas e os tempos de tratamento dependem na natureza dos materiais ferrosos aserem laminados. Para evitar o aparecimento de tenses internas, devido a um acentuadogradiente de temperatura, devese executar do aquecimento em diversos patamarescrescentes de temperatura.

2) L

conduzida para transformar a estrutura cristalina grosseira (bruta de fuso) dos lingotesem uma estrutura de gros finos por meio da deformao plstica intensa e recristalizaosubseqente. Alm disso, a laminao a quente provoca o caldeamento dos vazios internosdecorrentes do processo de solidificao do lingote. Na seqncia do processamento, so

retiradas por corte as partes do lingote que apresentam heterogeneidades fsicas e qumicas.O resfriamento dos lingotes laminados realizado at a temperatura ambiente, quando foro caso, para um posterior reaquecimento e laminao. Atingese, com isso, o primeiroobjetivo bsico da laminao primria. O segundo objetivo atingido na continuidade doprocessamento, com a laminao a quente em cilindros de perfis adaptados forma dosprodutos desejados e ao corte das peas laminadas nas dimenses e pesos especificados.

A operao principal numa instalao de laminao primria a gradual compresso dolingote entre dois cilindros laminadores, em diversos passes com distncias decrescentes entre oscilindros. A seqncia dos passes estabelecida em funo da natureza do metal e economia do

processo (F 2.5). O projeto da instalao de laminao, por sua vez, dependente dosseguintes fatores: fora de laminao, peso e tamanho das peas, movimentao do material,tempo de operao e produo por unidade de tempo. Em decorrncia disso, podem serencontradas em operao diversas combinaes de equipamentos de laminao e tipos delaminadores.

2.5.2L

A laminao a quente de chapas comumente conduzida numa instalao de laminaocontnua, isto , numa disposio em srie de um conjunto de equipamentos de laminao. Umaseqncia tpica de processamento iniciase com as chapas grossas, provenientes da laminao aquente das placas, sendo aquecidas em dois ou mais fornos contnuos de reaquecimento. A seguir,passam pelos equipamentos: laminador quebrador de carepa (uma gaiola duo), laminadortransversal (uma gaiola quadruo), redutor (espremedor) de chapas grossas, tesoura de corte dechapa a quente, conjunto de laminadores (uma gaiola duo e duas quadruo) de desbaste, tesourade corte das extremidades, laminadorquebrador de carepa, laminador de tiras a quente (seisgaiolas quadruo) de acabamento e bobinadeiras. A movimentao das chapas do forno dereaquecimento para gaiolas feita com auxlio de mesa transportadora de rolos. O laminadortransversal utilizado para alargar a chapa, e permitir, desse modo, a laminao de chapas delargura maior; antes dessa gaiola, colocase uma mesa transportadora giratria para posicionar aplaca a 90. Um redutor lateral e uma tesoura conferem chapa a dimenso necessria s


31/258

operaes seguintes de desbaste. Entre os laminadores de desbaste e de acabamento se colocauma mesa de espera. Precedendo o trem de acabamento, colocase uma tesoura para corte dasextremidades e um laminador quebrador de carepa. Aps os laminadores desse ltimo tipo,instalase um jato de gua de alta presso para remoo da carepa (casca de xidos). Uma longamesa de sada situase aps a laminao de acabamento e, ao final da mesa, encontrase umabobinadeira ou, se for especificado um produto de menor comprimento, instalase ento umatesoura volante.

Essa instalao de laminao a quente contnua, com trens de laminao, de desbaste e deacabamento, apresenta elevada produtividade com uma utilizao elevada da capacidade delaminao associada a um mnimo de perda de energia. No entanto, falta a esse sistemaflexibilidade para adaptao a diferentes tipos de produto, alm de apresentar elevados custos deinvestimento. Desse modo, outros conjuntos de equipamentos podem ser concebidos, como porexemplo, um laminador de desbaste reversvel associado a um trem de laminao de acabamentocontnuo, ou ainda um laminador de desbaste reversvel (ou trem de laminao de desbastecontnuo) associado a um laminador de acabamento reversvel. Essas disposies exigemmodificaes nos equipamentos de aquecimento que necessitam, dependendo do caso, de fornos

para reaquecimento ou fornos de aquecimento nas bobinadeiras.

A presena de xidos superficiais na chapa laminada a quente uma caracterstica do produtoe, quando a chapa tiver que sofrer processamentos posteriores, h necessidade de sua remoo.Exemplos so os casos de estampagem (os xidos reduzem a vida da ferramenta e causam defeitossuperficiais na pea estampada), os de revestimento superficial (os xidos impedem a adernciade revestimentos metlicos ou de tintas) e os de laminao a frio (os xidos causam defeitossuperficiais). O principal processo de remoo de xidos superficiais a decapagem, que consistena imerso da pea num banho de soluo de cidos inorgnicos (clordrico, sulfrico) em guadurante um determinado tempo esses banhos podem conter ainda agentes inibidores eumectantes. As instalaes para esse processamento podem ser dos tipos: decapagem por lotes,decapagem semicontnua e decapagem contnua. Para completar o tratamento superficial, aschapas so comumente oleadas para efeito de proteo contra a corroso at sua utilizao.

Outras operaes, que dependendo das especificaes podem ser aplicadas aos produtos dalaminao a quente, so:

a)

Laminao de acabamento e de encruamento superficial, com a finalidade de melhorar aplanicidade da chapa e o acabamento superficial (reduo de rugosidade) e alterar aspropriedades mecnicas;

b)

Aplainamento por rolos ou por estiramento, para elevar substancialmente a planicidade da

chapa (F 2.6).

c)

Corte com facas circulares ou cilindros para reduzir largura da chapa;

d)Tratamento trmico de normalizao ou de recozimento contnuos em fornos com rolostransportadores.


32/258

F 2.6 Aplainamento por rolos ou por estiramento em mquina hidrulica em chapas metlicas

2.5.3L

Praticamente quase toda a chapa de ao carbono laminada a frio obtida a partir de chapassemiacabadas laminadas a quente. O processamento desse produto ocorre em dois estgios:reduo da espessura na dimenso (bitola) especificada e operaes de acabamento.

A laminao a frio, alm de reduzir a espessura da chapa, cria nesse produto um acabamentosuperficial elevado (pequena rugosidade) e confere melhores propriedades mecnicas ao materiallaminado. A reduo da espessura inicial de 25 a 90%; o acabamento final obtido na operaode laminao de encruamento, precedida do tratamento superficial de limpeza e do tratamentotrmico de recozimento ou normalizao, em que a reduo de espessura da ordem de 1 a 2%.

A seqncia tpica de operaes a seguir descrita. Aps a laminao a quente, as chapas semiacabadas na forma de bobinas so desenroladas, decapadas em instalao de processamentocontnuo, secadas, oleadas e enroladas novamente. O leo protege as chapas da corroso e atua

como lubrificante na operao de laminao a frio.

A laminao a frio pode ser conduzida num laminador qudruo reversvel simples, onde oproduto movimentado para frente e para trs, entre os cilindros de trabalho, at que a espessuraespecificada atingida. No processo conduzido num trem de laminao contnuo, com trs a seisgaiolas de laminadores qudruo, cada laminador promove uma determinada reduo deespessura. As velocidades dos cilindros das diversas gaiolas so sincronizadas de modo a manter achapa sob tenso desde o carretel da bobina de alimentao, passando pelas diversas gaiolas, at ocarretel de rebobinao.

Na laminao a frio no ocorre a formao de cascas de xido como na laminao a quente, aspresses e foras motoras, contudo, so muito maiores para a mesma reduo de espessura. As

resultantes das foras de compresso entre os cilindros e das foras de trao entre as bobinas e asgaiolas devem provocar a deformao plstica da chapa. Os nveis dessas foras crescem medidaque a pea passa pelas diversas gaiolas, devido ao encruamento do material. A programao dereduo em cada estgio deve ser estabelecida de modo que as cargas nos laminadores sejamuniformemente distribudas e aproveite a capacidade de cada estgio, capacidade esta quedepende de diversos fatores: projeto do laminador, potncia disponvel, largura e reduo dachapa, condies de lubrificao, resistncia do material, planicidade da chapa, acabamento dassuperfcies da chapa e dos cilindros e dimetros dos cilindros. Em geral, no ltimo estgio de


33/258

reduo procedese a uma pequena deformao plstica para conferir ao produto melhoracabamento, planicidade e tolerncia dimensional na espessura. Num trem de laminao comlaminadores qudruos, comumente promovese a reduo de 25 a 45% em cada estgio inicial eintermedirio e cerca de 10 a 30% no estgio final; a reduo total, dependendo do produto, podevariar de 45 a 90%. Essa reduo provoca a elevao da temperatura da pea e dos cilindros. Osnveis de temperatura na pea (materiais ferrosos) so da ordem de 65 a 120 C, mas, nos trens dealta velocidade, podem atingir valores da ordem de 200C. O calor gerado dissipado com auxliode um jato de mistura de leo ou leo solvelgua dirigido diretamente s superfcies doscilindros e das chapas, para manter as temperaturas nesses nveis mximos indicados.

A disposio mais comum de cilindros na gaiola aquela do laminador tipo qudruo: oscilindros de trabalho so de dimetros menores (para reduzir a presso de laminao) e oscilindros de apoio impedem a flexo dos cilindros de trabalho. Esse laminador usado nasinstalaes com uma nica unidade ou em trens de laminao. Outros tipos de arranjos decilindros, contudo, so encontrados, utilizando mais de dois cilindros de apoio para cada cilindrode trabalho de dimetro menor. Os laminadores duos reversveis ou trens, porm, tambm soempregados.

Na produo de chapas de ao laminadas a frio as bobinas so em geral aparadas lateralmentena mesma linha contnua de decapagem antes da laminao a frio e, aps a laminao, elas soconduzidas diretamente instalao de tratamento trmico de recozimento para, em seguida,sofrerem a laminao de acabamento com encruamento.

A maior parte dos produtos sai na forma de bobinas. Quando so especificadas peas na formade fardo de chapas, procedese ao corte em linha contnua de tesoura. Para as bobinas que seroutilizadas nas linhas contnuas de estanhagem ou galvanizao, so aplicados os tratamentos delimpeza superficial para remoo dos resduos de leo que sofreram decomposio no processo derecozimento.

Em geral as chapas laminadas so submetidas ao tratamento de recozimento ou normalizao,para recuperar a ductilidade e controlar as propriedades mecnicas de acordo com asespecificaes. O tratamento pode ser conduzido em dois tipos bsicos de instalaes: fornos detratamento intermitente (de fornadas individuais) e fornos de tratamento contnuo. No primeirocaso, uma bobina estacionria envolta pela cobertura do forno e submetida ao ciclo completode tratamento trmico, com variao de temperatura e tempo de permanncia e com controle daatmosfera do forno. No segundo caso, a bobina desenrolada passa pelo forno em velocidadecontrolada sendo submetidas a diversas temperaturas, correspondentes ao ciclo de tratamento,distribudo ao longo do forno com atmosfera controlada. O recozimento , na maioria das vezes,conduzido em fornos intermitentes em caixa. Quando no possvel obter a qualidade desejadanesse tratamento, realizase ento a normalizao. Tanto a normalizao como o recozimento

podem ser conduzidos em fornos contnuos; a relao do tipo de instalao e do ciclo detratamento trmico depende da composio, da microestrutura e das propriedades mecnicas domaterial inicial e da especificao do produto final.

Para alguns produtos necessrio elevar a resistncia, a planeza e o acabamento superficial, eisso obtido na laminao de acabamento com encruamento. O processamento pode se dar parachapas individuais ou para bobinas. Os laminadores so do tipo duo ou qudruo montados emuma gaiola nica, e, no caso de processamento de bobinas para nveis de resistncia mais


34/258

elevados, utilizase um trem de laminao com duas gaiolas com a disposio de cilindros duo. Oacabamento superficial dos produtos controlado pelo acabamento superficial com que oscilindros so fabricados, podendo variar de superfcies brilhantes na pea, obtidas com cilindrospolidos, a superfcies foscas, que decorrem do uso de cilindros que sofreram tratamentosuperficial com jato de areia. A reduo pequena e depende do grau de ductilidade especificadopara a chapa; por exemplo, para o caso de chapas de ao para estampagem profunda, a reduo da ordem de 0,25 a 1% (que suficiente para eliminar as linhas de distenso que podem surgir noproduto estampado). Em outras aplicaes, onde a exigncia de ductilidade menor, a reduopode atingir valores de 1 a 1,5%.

Como a maior parte dos produtos da laminao a frio comercializada na forma de bobinas,no se utiliza muito da operao de corte de chapas. Contudo, quando necessrio o cortetransversal, este conduzido comumente com tesouras volantes dos tipos com guilhotina ou comfacas montadas em cilindros. O corte lateral freqentemente realizado no final da linha dedecapagem, e o produto no precisa, aps a laminao, ser novamente aparado lateralmente.Quando isto necessrio, so utilizadas facas circulares, montadas em rvores, que operam deforma contnua.

2.5.4C

O controle do processo de laminao, e o controle da qualidade da matriaprima e dosprodutos da laminao so importantes procedimentos para garantir a eficincia operacional dainstalao fabril de laminao.

O controle da qualidade se inicia com a atividade de inspeo e anlise do metal fundido antesdo lingotamento convencional ou contnuo. Dependendo do tipo de produto final a composioqumica do ao controlada, para estar de acordo com as especificaes, realizandose anlisesqumicas de amostras de metal lquido retiradas da panela de corrida, conduzidas por mtodos

convencionais ou espectrogrficos. Outros ensaios que podem ser realizados, em corposdeprovaretirados dos lingotes, so: anlise macro e microgrfica, anlise de fratura, determinao dotamanho do gro, determinao da temperabilidade e ensaios mecnicos.

Aps o controle da matriaprima, na forma de lingote, procedese ao controle do processo deaquecimento. Verificase inicialmente a temperatura superficial do lingote (solidificado, masainda aquecido), antes de coloclo no fornopoo, para evitar a possibilidade de um choquetrmico, pela diferena entre essa temperatura e aquela do forno as temperaturas do forno e dachama do maarico so controladas com auxlio de instrumentao.

Na laminao a quente importante o controle das temperaturas da pea antes e aps oprocessamento, bem como o controle da programao de passes. Em geral, na laminao devem

ser verificados, com instrumentao especfica, os seguintes parmetros do processo:posicionamento dos cilindros em funo das dimenses do produto laminado em cada passe,condio das ranhuras dos cilindros, presso de laminao (com auxlio de clulas de carga) etorque de laminao.

As linhas de laminao contnua apresentam comumente um alto grau de automao, o quepermite a operao em elevados nveis de velocidade de trabalho, particularmente no caso delaminao a frio de chapas de ao. Em face da elevada velocidade, os instrumentos de medio da


35/258

espessura da chapa devem operar sem manter contato com a sua superfcie da chapa, o que obtido com o emprego de aparelhos de ensaios no destrutivos apoiados no princpio da radiaopenetrante (no caso, raios ou raios de istopos radioativos). Dessa forma podese controlarautomaticamente a posio dos cilindros e a tenso de trao aplicada s chapas.

Durante o processo de laminao retiramse comumente amostras para determinar aqualidade do produto e, em particular, para verificar as condies da superfcie ao final doprocesso. A qualidade do produto confrontada com a qualidade especificada, realizandoseensaios qumicos, metalogrficos, mecnicos e dimensionais.

2.5.5P

Os produtos planos so laminados em cilindros com geratriz aproximadamente reta, ou seja,ligeiramente cncava ou convexa para compensar a deformao elstica. A reduo de seco uniforme ao longo da largura da pea e o espalhamento dessa direo livre.

A seqncia de passes, portanto, projetada para a reduo da espessura de acordo com as

caractersticas de confiabilidade do material (no nvel de temperatura de trabalho), a capacidadedo laminador e as especificaes do produto final.

O projeto da seqncia de passes para os produtos noplanos tambm funo desses fatorese, ainda mais, de uma seqncia de modificao de formas da seco transversal dos produtos.Nesse caso, os cilindros de laminao apresentam um perfil com diversas ranhuras ou passagens,as quais se adaptam seqncia de formas a que a pea em processamento deve ser submetidapara atingir a forma final sem apresentar defeitos.

Os passes iniciais e intermedirios, realizados unicamente com o objetivo de reduo deseco, so denominados passes de desbaste. A seqncia de passes para a obteno de umdeterminado perfil pode ser estabelecida atravs de diferentes combinaes de seces. Asseqncias de desbastes podem ser com sries retangulares, losangulares, quadradas e ovais(F 2.7).

Os produtos noplanos, fabricados a partir de blocos, so os perfis estruturais (na formade I, T, L, C, etc.) e os trilhos (trilhos convencionais, trilhos para pontes rolantes, etc.). Osprodutos noplanos, obtidos a partir de tarugos, so as barras (de seco redonda, quadrada,hexagonal, etc.), as barras para trefilao (fiomquina) e os tubos sem costura.


36/258

F 2.7 Tipos de seces para passes de desbaste de perfis

2.6PRODUTOS LAMINADOS

2.6.1C

A classificao dos produtos laminados realizada em funo das suas formas e dimenses ede acordo com as normas tcnicas tradicionalmente estabelecidas. Essas normas apresentam

diferenas nas indicaes entre si e quando se trata de produtos siderrgicos ou de produtos demetais noferrosos. (Verificar a Norma da ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicassobre Definio dos Produtos Siderrgicos Laminados)

Os produtos laminados podem ser inicialmente classificados em: produtos semiacabados eprodutos acabados. Os produtos semiacabados so os blocos, as placas e os tarugos (oupalanquilhas). Os produtos acabados, por sua vez, se subdividem em dois grupos: produtos noplanos e produtos planos. Os passes finais so chamados de passes de acabamento e sedistinguem dos primeiros quanto ao projeto, que deve levar em considerao o coeficiente deexpanso trmica do material trabalhado e as tolerncias dimensionais da seco.

Os produtos planos, provenientes do processamento de placas, so as chapas grossas, as chapase tiras laminadas a quente, as chapas e tiras laminadas a frio, as fitas e tiras para a fabricao detubos com costura e as folhas. As chapas laminadas a frio podem ainda se apresentar na forma dechapas revestidas (chapas zincadas, estanhadas, chumbadas, cromadas e pintadas).


37/258

2.6.2D

Os defeitos tpicos dos produtos laminados podem ser analisados de acordo com os tiposde produtos: semiacabados e acabados

2.6.2.1D

Os defeitos de forma na laminao de blocos mais comuns e as causas provveis so asseguintes

(a) desalinhamento das ranhuras dos cilindros, aquecimento

desuniforme do lingote, laminao numa passagem maior do que a seco do blococontido, laminao de esquadriar com uma relao de lados > 1,5;

(b) e (c) desalinhamentos de ranhuras e penetrao da pea lateral daranhura.

(c)

alterao do programa de desbaste, inclinao insuficiente dos ladosdas ranhuras.

(d) desalinhamento das passagens, cilindros no paralelos, penetrao dapea na lateral, aquecimento desuniforme.

(e) diferena de folgas entre as extremidades laterais da ranhura do cilindro;

(f) paredes das ranhuras excessivamente gastas.

Os tarugos podem apresentar defeitos semelhantes aos blocos cujas causas tambm soaproximadamente as mesmas, ou seja:

(h) guias de entrada assimtricas em relao ao eixo verticalda passagem;

(i) excesso de metal entrando no espao entre os cilindros;

(j) desalinhamento das ranhuras, rotao insuficiente da pea antesde entrar na passagem;

(k) falta de metal entrando na passagem;

(l)

( ) desalinhamento de ranhuras;

(m) paredes das ranhuras excessivamente gastas.

Alm dos defeitos de forma na seco transversal, ou na dimenso longitudinal, podem surgiros defeitos de superfcie tanto nos blocos e tarugos como nas placas. So defeitos tais comotrincas comuns, trincas capilares, fissuras e descontinuidades, que tm sua origem nos defeitos


38/258

dos lingotes (como trincas, bolhas de gs, gota fria, fissuras superficiais, incluses de escria eoutros) e no descontrole dos processos de tratamento trmico e de laminao.

As trincas comuns so, muitas vezes, descontinuidades muito maiores do que as trincas dedimenso capilar. Essas ltimas, quando surgem, so numerosas e se alinham direo delaminao. As trincas capilares tm a sua origem em bolhas e incluses subsuperficiais no lingote

que, com o aquecimento e deformao, afloram na superfcie. As fissuras tendem a se alinhar nadireo transversal podendo se transformar, com o processamento, em descontinuidades grandes.Tm sua principal origem nos tratamentos de resfriamentos desuniformes e excessivamenterpidos. Podem ainda surgir outros defeitos superficiais, tais como: superposio devido laminao sobreposta de uma nervura e marcas ou riscos causados pelos defeitos superficiais doscilindros.

Os defeitos internos e externos mais comuns so:

(a) formadas no momento do resfriamento ou em alguns dias posteriores apresentamse comumente como linhas intermitentes na direo de laminao e s vezes

podem at mesmo penetrar o centro da pea;

(b) () formamse no momento do resfriamento e se apresentamcomo diversas descontinuidades que se espalham por toda a seco da pea.

2.6.2.1D

No caso de produtos acabados na forma de perfis, os defeitos mais comuns so os erros deforma como: falta de material, formao de nervuras, desencontro das duas metades da seco,abaulamento, flambagem e retorcimento. Esses defeitos decorrem do descontrole no ajuste eposicionamento dos cilindros de laminao e das guias auxiliares e, ainda, do projeto errado daseqncia de passes e de ciclos de aquecimento e resfriamento. Alm dos defeitos de forma,podem estar presentes tambm defeitos de superfcie como superposies, costuras, rugas,marcas, riscos e escamas. Esses podem ter origem no ajuste, posicionamento e acabamentosuperficial dos cilindros e das guias, na presena de cascas de xidos e na seqncia de passes. Ascondies de esfriamento aps a laminao podem conduzir formao de trincas externas einternas (escamas) nos perfis e o controle dos ciclos de aquecimento e resfriamento permite evitaros defeitos de natureza microestrutural, corno o excessivo crescimento de gros, precipitao defases e perda de componentes da liga. No caso de aos esses dois ltimos defeitos correspondem,respectivamente, precipitao de carbonetos em contornos de gro e descarbonetao.

As chapas laminadas a quente podem apresentar problemas de qualidade quanto a dimenses,forma (ondulaes, abaulamento, etc.), aparncia superficial (defeitos superficiais) e propriedades

mecnicas. As variaes de espessura podem se dar ao longo da largura e do comprimento dabobina. As variaes ao longo da largura so freqentemente causadas pelo desgaste excessivo doscilindros, em condies de operao com grandes redues e temperaturas finais baixas. Por suavez as variaes ao longo do comprimento tm como principal causa o aquecimento desuniformeda placa inicial e o resfriamento desuniforme durante a laminao. Os defeitos superficiais maiscomuns so originados pela presena de cascas de xidos e pelo acabamento superficial doscilindros. As propriedades mecnicas devem ser controladas pelas temperaturas de aquecimento,de laminao e de bobinamento e pelas velocidades de resfriamento.


39/258

Os principais defeitos de forma e suas causas, encontrados nos produtos planos laminados afrio so:

a) surge como resultado de uma condio de assimetria na passagem quedecorre das posies, dimetros, condies superficiais e velocidades dos cilindros detrabalho;

b) decorre da presena de tenses internas e pode atingir, total ouparcialmente, a largura da chapa; a sua origem atribuda flexo dos cilindros detrabalhos de forma diferenciada, que cria nveis de deformao plstica diferentes em cadalado da chapa;

c) conseqncia de tenses internas atuando na direo intermediria entre adireo de laminao e a direo transversal laminao; a causa provvel odesalinhamento dos cilindros de trabalho entre si e em relao ao rolo tensor na sada dolaminador.

d)

uma curvatura lateral em grande arco e resulta da laminao da tira com aslaterais mais finas num laminador com a distncia entre os cilindros constantes, ou comuma tira de espessura uniforme mas num laminador com essa distncia no uniforme.

e)Defeitos devido laminao excessiva causada pelo abaulamento do cilindro no centro ounas extremidades (laterais alongadas, centro alongado, espinha de peixe, ondulao a umquarto) que cria tenses internas de trao e compresso ao longo da direo transversal datira.

Os defeitos de superfcie dos produtos planos so de diversos tipos como:

a) material escamoso sobreposto e irregular contendo incluses nometlicas ou dexidos;

b) pequenas descontinuidades que aparecem como numerosas cascas na direo dalaminao;

c) riscos paralelos direo de laminao;

d) descontinuidades pequenas ou grandes atingindo os dois lados da chapa;

e) elevaes e depresses de diversas formas;

f)

riscos paralelos entre si e posicionados a 45 com a direo dedeformao;

g) rugosidade superficial com a aparncia da denominao;

h) resduos de produtos de corroso.


40/258

Alguns desses defeitos so provenientes da fundio (como as cascas), da laminao (como asmarcas de cilindros), da composio (como as linhas de distenso), do tratamento trmico (comoa casca de laranja) e do armazenamento (como ferrugens).

2.6.3P

As propriedades mecnicas, metalrgicas e geomtricas dos produtos laminados dependem dacomposio qumica da matriaprima, do processo de laminao a quente e a frio e da forma doproduto. Diversos parmetros de qualidade devem ser controlados durante o processamento parase atingir as propriedades especificadas, ou seja: a sanidade interna, a uniformidade dacomposio qumica, a ausncia de defeitos superficiais e a uniformidade microestrutural damatriaprima (lingote). As propriedades mecnicas e geomtricas so condicionadas pelosparmetros de processamento (temperaturas e tempos de aquecimento e resfriamento associadoss intensidades de deformao plstica).

Muitos dos tipos de produtos tm as suas propriedades especificadas em funo da aplicao em normas nacionais e internacionais. (Verificar a Norma da ABNT Associao Brasileira de

Normas Tcnicas sobre Chapas Finas a Quente de AoCarbono para Estampagem).

No caso de chapas laminadas a frio para estampagem, so indicados os graus EM (estampagemmdia), EP (estampagem profunda) e EEP (estampagem extraprofunda resistente aoenvelhecimento). A norma especifica: as condies de superfcie e de acabamento, com existnciaou no de proteo com leo; a apresentao de bordas aparadas ou noaparadas; a quantidade ea natureza de defeitos superficiais; a intensidade da rugosidade, classificando o acabamento embrilhante, fosco e spero; as composies qumicas dos aos dos diferentes graus, indicando osteores mximos de elementos presentes; as propriedades mecnicas, indicando a sua manutenoaps a entrega do material por quinze dias para os graus EM e EP e seis meses para o grau EEP(devido ao envelhecimento) e a possibilidade de soldagem e de revestimento posterior.

No caso de chapas laminadas a quente para estampagem, so indicados os mesmos graus EM eEP, e ainda o grau EPA (estampagem profunda, ao acalmado). So tambm especificados osmesmos itens que no caso anterior, podendose destacar os seguintes aspectos particulares: asqualidades da superfcie so indicadas em apenas duas categorias, ao invs das trscorrespondentes s chapas laminadas a frio, e as propriedades mecnicas so garantidas, a partirda data do fornecimento, por quinze dias para os graus EM e EP e dois meses para o grau EPA.

O: o texto deste captulo foi elaborado com base na experincia profissional dos autores e emreferncias, algumas mais antigas, utilizadas na poca da primeira edio impressa, e outras mais recentes:(ALTAN, 1983, 1999; McGANNON (ed.), 1971; POLUKHIN, 1963; ROBERTS, 1978; RODRIGUES & MARTINS,2005; WAGONER & CHENOT, 2005).


41/258

3

3.1CONCEITOS INICIAIS DA ETRUSO

A extruso um processo de conformao plstica que consiste em fazer passar um tarugo oulingote (de seco circular), colocado dentro de um recipiente, pela abertura existente no meio deuma ferramenta, colocada na extremidade do recipiente, por meio da ao de compresso de um

pisto acionado pneumtica ou hidraulicamente (F3.1). Os produtos da extruso so perfise tubos, e, particularmente, barras da seco circular

A passagem do tarugo pela ferramenta, com furo de seco menor do que a do tarugo, provocaa deformao plstica, mas sem efeito de encruamento, pois comumente o processo conduzidoa uma temperatura de trabalho acima da temperatura de recristalizao do metal. Normalmente,portanto, o processo de extruso um processo de trabalho a quente e visa obter perfis metlicoscom propriedades mecnicas controladas e de comprimento limitado pelo volume do lingoteinicial. Como a estrutura metlica do produto da extruso se encontra na condio recristalizada,

possvel aplicar ao metal extrudado intensos trabalhos de deformao a frio adicionais como osde trefilao.

O lingote inicial assim denominado por ser proveniente de um processo de fundio.Contudo, se a pea inicial, matriaprima para a extruso, for obtida do processo de laminao debarras de grande seco, melhor ser designada como barra inicial ou tarugo. Como j foi citado,a extruso tambm produz barras de menor dimetro para serem trabalhadas pelo processo de

F 3.1 Ilustrao doprocesso de extruso direta


42/258

trefilao. Para esse ltimo processo, no entanto, a matriaprima pode tambm ser provenientedo processo de laminao.

Para os metais noferrosos comuns, usual a utilizao, ao invs do processo de laminao,do processo de extruso para a obteno dos perfis de forma variada, apesar da limitao docomprimento do produto obtido. A extruso, nesse caso, permite ainda obter um produto mais

homogneo, estrutural e dimensionalmente, e menos atacado por oxidao superficialmente. Aprimeira vantagem resulta da manuteno da temperatura de trabalho em nveis mais constantese a segunda decorre do pequeno contato do tarugo, ou lingote, com o meio ambiente durante oprocessamento.

A extruso apresenta tambm algumas desvantagens em relao laminao, tais como customaior de aquisio de equipamento, limitao de comprimento do perfil, velocidade de trabalhomenor e maior desuniformidade de deformao ao final do processo.

3.2 MECNICA DA ETRUSO

A extruso classificada como processo de compresso indireta, pois so as paredes internasda ferramenta que provocam, devido reao presso do pisto, a ao de compresso sobre otarugo.

O processo de extruso, quanto ao tipo de movimento, do material, pode ser classificado em

dois tipos: direto e inverso (F3.13.2). Apesar da extruso inversa exigir menor esforode deformao e permitir a obteno de um produto mais homogneo (no provocando, tambm,o aparecimento do defeito tpico de final do processo, como pode ocorrer na extruso direta), oprimeiro tem uma utilizao maior em face da maior simplicidade do equipamento, pois no

exige um pisto oco (que tem uma resistncia limitada a flambagem para grandes componentes).Na extruso direta, o pisto age sobre o tarugo forando a sua passagem pela ferramenta, colocadano lado oposto do recipiente, e provocando uma intensa ao de atrito entre o tarugo e orecipiente de extruso. Na extruso inversa, o pisto se mantm fixo, com a ferramenta colocadana sua extremidade, e o recipiente com o tarugo avana em sua direo, tornando inexistente oatrito entre o tarugo e o recipiente.

A reduo do atrito no recipiente, quando do uso de extruso direta, pode ser obtida com o usode lubrificantes resistentes temperatura elevada. O fluxo de sada do metal , nesse caso,denominado "escoamento frontal". Esse processo pode, contudo provocar o aparecimento dedefeitos, causados pelo atrito na superfcie do produto, tais como bolhas e escamas defeitos estesprovenientes do desalinhamento entre o pisto e o recipiente, da distribuio deficiente dolubrificante, do desajuste entre o disco de presso e o disco do recipiente e da superfcie irregulardo recipiente.


43/258

Para eliminar estes inconvenientes, utilizase o processo de extruso direta sem lubrificante,mas com um disco de dimetro menor que o do recipiente. Formase, neste caso, uma casca demetal noextrudado e aderente ao recipiente, que deve ser retirada aps ter sido completada aextruso de um tarugo. Nesse processo o escoamento do ncleo do tarugo ocorre em primeirolugar, pois a sua superfcie fica refreada pelo intenso atrito com o recipiente, caracterizando assimum "escoamento central" com rotao das camadas frontais do tarugo. Parte da superfcie frontaldo tarugo fica bloqueada na regio do recipiente, adjacente ferramenta, e no extrudada,devendo ser retirada depois de completado o processo. O escoamento da parte central do tarugo,sendo predominante, provoca na extremidade final do produto extrudado um defeito,caracterizado por um vazio interno, se no for deixado um resto ou resduo de tarugo norecipiente.

3.3MQUINA DE ETRUSO

A mquina de extruso uma prensa hidrulica, comumente horizontal, de 1.000 a 8.000 t (10a 80 kN), e que pode adotar o sistema de acionamento hidropneumtico ou oleodinmico.

A prensa de extruso essencialmente um conjunto cilindropisto hidrulico, em que ocilindro necessita de constante alimentao de lquido sob presso para fazer movimentar opisto. A alimentao do cilindro pode se dar com auxlio de uma bomba hidrulica, que mantm

a velocidade do pisto necessria extruso, ou com o emprego de um acumulador de presso.No primeiro caso, a alimentao e o acionamento so do tipo oleodinmico e, no segundo caso, do tipo hidropneumtico.

Na alimentao oleodinmica, o fluido (no caso, leo hidrulico) mantido no cilindro sobpresso constante, com auxlio de uma bomba de vazo regulvel, em funo da velocidade deextruso, cujas principais caractersticas a serem consideradas so: a presso mxima atingida e avelocidade de resposta ao comando da velocidade de alimentao. Na alimentao

F 3.2 Ilustraodo processo de extrusoinversa


44/258

hidropneumtica, adotase um acumulador de presso varivel, que um recipiente sob presso,contendo um lquido (gua com pequeno teor de leo em emulso para reduzir a ao corrosivada gua sobre o recipiente) pressionado por um gs (ar). A resposta que se obtm nesse sistemade acionamento de elevada velocidade.

A mquina mais adequada extruso de metais noferrosos, que requerem uma velocidade deextruso com pequena variao para no surgir defeitos nas peas extrudadas, a que adota umsistema de acionamento e alimentao oleodinmico com vazo regulvel. A potncia da bombanesse sistema substancialmente maior. Nas mquinas com acionamento hidropneumtico,devido ao sistema de acumulador de presso, a bomba poder ser de potncia menor, pois apresso mxima no necessria durante todo o ciclo de extruso. Essas mquinas, no entanto,no podem ser aplicadas aos metais mais sensveis s variaes de velocidade de extruso (como oalumnio e suas ligas).

Alm do conjunto pistocilindro hidrulico, e do sistema acoplado de alimentao do fluidosob presso, devese considerar ainda as seguintes partes bsicas da mquina de extruso: pistode extruso, recipiente e camisa, conjunto suporte da ferramenta (fieira) e estrutura (F 3.3).

F3.3 Esquema simplificado da mquina de extrudar.

O pisto de extruso, solidrio ao pisto do cilindro hidrulico, o componente em que seconcentra todo o esforo da mquina de extruso, devendo, portanto ser fabricado em aoligaresistente ao calor. Esse pisto trocado por outros de dimenses diferentes (mais

particularmente, de dimetros diferentes), em funo das dimenses dos tarugos e peasextrudadas.

O recipiente recebe o tarugo aquecido que deve ser extrudado sob ao do pisto de extruso.Pode ser constitudo de duas partes coaxiais, sendo que a parte interna, que entra em contato como tarugo, denominase camisa interna do recipiente. A camisa sofre a ao dos esforos decompresso e de atrito em temperaturas elevadas, sendo, como decorrncia, submetida a umaao de desgaste constante. Devem ser tomados cuidados especiais na montagem das duas partes


45/258

(que feita a quente para permitir interferncia a frio) para evitar o aparecimento de fissurasdecorrentes dos nveis de tenso indevidamente elevados que podem surgir nessa montagem. Osmateriais que constituem o recipiente e a camisa so aosliga resistentes ao calor, pois taiscomponentes so mantidos constantemente a urna temperatura elevada por um sistema deaquecimento eltrico, necessrio para proceder a operao de extruso a quente do tarugo (otarugo, que previamente aquecido em fornos, tem a sua temperatura mantida no recipiente poresse sistema de aquecimento eltrico por resistncia ou induo).

O conjunto suporte da fieira constitudo de diversos componentes com a finalidade deaumentar a resistncia mecnica, posicionar e facilitar a troca da fieira. Como esses componentesno entram em contato direto com o metal aquecido, podem ser fabricados em aosliga de customenor que os aosliga resistentes ao calor.

A estrutura da mquina constituda, na prensa de extruso horizontal comumenteencontrada, de uma base para suporte de todos os componentes, exceto do sistema dealimentao que fica parte da estrutura. Numa extremidade dessa base se apia o conjunto docilindro hidrulico e do pisto de extruso; na outra extremidade se encontra, solidariamente, o

recipiente, o conjunto suporte da fieira e a placa de apoio terminal, esta ltima acoplada aoconjunto do cilindro hidrulico por dois tirantes superiores.

A mquina de extruso industrial , na realidade, bem mais complexa, apresentando outrossistemas auxiliares e componentes complementares das partes descritas, tais como, por exemplo,cilindros hidrulicos de retrocesso do pisto, sistema de corte da barra extrudada e da retirada doresto do tarugo no recipiente, sistema de controle e comando dos conjuntos hidrulicos e doaquecimento do recipiente. So no entanto sistemas e componentes que conferem mquinamelhores condies de operao e mais produtividade, mas a natureza do princpio bsico defuncionamento, acima descrito, no se altera.

Um equipamento complementar o forno de aquecimento dos tarugos ou lingotes. Esses

fornos podem ser de diversos tipos, de acordo com os sistemas de aquecimento por combustvelou eltrico. Os fornos devem ter a capacidade de aquecer uniformemente o tarugo (ou lingote),sem ou com pouca oxidao superficial. O forno que melhor atende s condies de aquecimentouniforme o forno eltrico induo magntica, que apresenta ainda a possibilidade de controlee leitura precisa da temperatura. A ausncia de oxidao superficial obtida com o uso deatmosfera controlada no forno de aquecimento.

3.4FERRAMENTA DE ETRUSO

As ferramentas para extrudar, ou fieiras, podem apresentar diversos tipos de perfis, sendo quea escolha deste depende do tipo do metal a ser trabalhado e da experincia acumulada em cadacondio de trabalho. Como as redues de seco so comumente acentuadas, porm os ngulosde abertura das ferramentas so grandes, atingindo normalmente o valor de 180C. Da mesmaforma que no caso da trefilao, tambm para a extruso existe um ngulo timo de abertura daferramenta (ou ngulo de trabalho). Esse ngulo, porm, determinado com maior dificuldade noprocesso de extruso, devido notvel influncia das condies incertas de atrito existentes ecriado pela movimentao do tarugo no recipiente de extruso, pela elevada tenso de


46/258

compresso contra o recipiente e pelas condies superficiais e de lubrificao do tarugo e dorecipiente.

As seguintes condies devem ser, contudo observadas no estabelecimento dos perfis:

a)

propriedades do metal a ser extrudado;

b) tolerncias de distoro no extrudado;

c)

nveis das tenses aplicadas;

d) contrao trmica no extrudado e

) escoamento uniforme e equilibrado do metal pela matriz.

3.5DESCRIO DO PROCESSO DE ETRUSOAs etapas do processo de extruso no tm a mesma diversificao do processo de laminao.

3.5.1E

O lingote para extruso apresenta uma superfcie praticamente isenta de oxidao, devido forma com que produzido: a fundio do lingote se d em coquilhas verticais que apenaspermitem o contato do metallquido com o meio ambiente na parte superior, que cortada apsa solidificao.

O tarugo para extruso, obtido do processo de laminao, apresentar uma superfcie maisirregular, e com maior intensidade de oxidao, se o lingote inicial para o trabalho mecnico notiver sido usinado por fresamento, para eliminar a oxidao. No processo de extruso, porm,podese e muitas vezes assim se faz adotar um pisto de dimetro inferior ao dimetro dotarugo, de maneira que o pisto possa penetrar por dentro do tarugo deixando uma cascasuperficial contendo as irregularidades e os xidos formados nos processos anteriores ou noaquecimento para a extruso.

Da mesma forma que, aps a extruso do tarugo, retirase a casca deixada no recipiente, devese tambm remover o fundo ou resduo do tarugo (ou lingote) noextrudado. Esse resto detarugo (cerca de 12 % do comprimento) no extrudado porque provoca um fluxo de metalirregular, que reduz a qualidade do produto: o defeito que surge no extrudado se manifesta na

forma de um furo interno.

O tarugo (ou lingote) inicialmente aquecido no forno (preferencialmente forno eltrico deinduo, pela melhor qualidade obtida quanto uniformidade de aquecimento) e rapidamentetransportado para o recipiente, restringindose assim ao mximo o contato com o meio ambiente(para evitar uma oxidao superficial intensa). O tarugo colocado num apoio diante dorecipiente e o pisto acionado de encontro ao tarugo, instalandoo no interior do recipiente.Entre o pisto e o tarugo colocase um disco metlico para evitar a soldagem do pisto no tarugo


47/258

em virtude das temperaturas e presses elevadas. A presena do disco, de dimetro prximo ouinferior ao da camisa (de acordo com a inteno de se deixar ou no formar uma casca), cria ummotivo a mais para se deixar um resto de tarugo sem extrudar, que o de se evitar que o discoatinja a ferramenta de extrudar.

Aps o pisto ter completado o curso de extruso, o recipiente se afasta para a retirada dodisco e do resto de tarugo, que ser cortado do extrudado, e o pisto, por sua vez, ser recuado.Antes da colocao de um novo tarugo para extruso, os resduos de xidos na camisa soremovidos com auxlio de outro disco raspador acionado pelo pisto. Mesmo para prensasrelativamente grandes (cerca de 2.000 t) o tempo (cerca de 60 s) para o ciclo completo deextruso pequeno .

3.5.2C

Existe um nmero grande de fatores que exercem influncia no processo de extruso e aanlise dessa influncia complexa em face dos efeitos de interao entre eles, das dificuldadestericas de se isolarem os efeitos para anlise e das dificuldades experimentais referentes

natureza do material metlico (que exige elevadas temperaturas e elevada tenso de trabalho eno permite, com facilidade, o acompanhamento da evoluo do ciclo do processo).

As tcnicas experimentais podem ser utilizadas em duas reas de estudo do problema:

a) Anlise das propriedades mecnicas e caractersticas estruturais do material metlico, naforma de matriaprima (lingote fundido ou tarugo laminado) e na forma de produto final(barra ou perfil extrudado);

b)Anlise das condies de processamento ligadas ao desempenho da mquina de extruso eao comportamento do material durante o processo de extruso.

Na primeira rea so aplicadas tcnicas convencionais de ensaios mecnicos e de examemetalogrfico, incluindose observao de defeitos provenientes da falta de homogeneidade e decontinuidade do material, bem como a verificao de regularidades dimensionais. Determinamsea composio qumica (elementos de liga e impurezas da matriaprima), a estruturametalogrfica (tamanho e forma do gro, distribuio de fases e incluses da matriaprima e doproduto extrudado), as propriedades mecnicas (de resistncia e de ductilidade principalmentedo produto extrudado), as dimenses (regularidade do dimetro ao longo do extrudado,ovalizao e variao deste, ou seja, a tolerncia dimensional do dimetro) e a presena dedefeitos (porosidades, escamas, cascas de xidos, incluses e vazios internos na matriaprima eno extrudado).

Para anlise das condies de processamento muito importante a observao da maneiracomo ocorre o fluxo ou escoamento do material no recipiente e atravs da ferramenta deextruso. E para a anlise das condies de operao da mquina so necessrias as medies dafora ou presso de extruso, da velocidade de extruso (regularidade de intensidade) e datemperatura do tarugo (ou lingote), do recipiente de extruso e do perfil da ferramenta.


48/258


49/258

As condies de operao dos tratamentos prvios tambm precisam ser controladas: napreparao da matriaprima (por fundio ou laminao) no tratamento de recozimento (comcontrole de tempo, temperatura e atmosfera do forno de tratamento).

O objetivo da anlise dos fatores de influncia encontrar as condies de trabalho maisfavorveis e que conduzem obteno de um produto de qualidade e custo especificados. De uma

forma geral, procurase obter as seguintes condies:

a)

matriaprima de composio e estrutura homognea e com propriedades mecnicaselevadas;

b)temperatura de trabalho baixa para poupar energia, evitar o desgaste acentuado doscomponentes da mquina (recipiente e ferramenta principalmente) e reduzir o ataquecorrosivo do tarugo;

c)

presso de trabalho baixa para poupar energia, reduzir a robustez e o custo de aquisio damquina e evitar o desgaste acentuado dos componentes da mesma;

d)

velocidade de trabalho elevada para aumentar a produtividade e reduzir o resfriamento dotarugo no recipiente;

e) extrudado de qualidade mecnica e metalrgica suficientemente elevada para atender aosrequisitos de uso especificados.

Contudo, como essas indicaes para a operao apresentam aspectos contraditrios, deveseprocurar estabelecer condies para que os diferentes fatores de influncia possam ser mantidossob controle e em nveis timos de equilbrio entre si.

3.6PRODUTOS ETRUDADOS

3.6.1C

A classificao dos produtos extrudados realizada de acordo com a forma de secotransversal. Ento os produtos so: barras (redondas, quadradas, hexagonais, etc.), arames, tubose perfis (ocos ou macios) de formas diversas.

Os materiais metlicos mais comumente extrudados so o alumnio, o cobre e suas ligas, mas,outros metais noferrosos, de aplicao mais restrita, podem ser tambm extrudados. Tubos e

barras de ao podem ser produzidos pelo processo de extruso, mas isso ocorre de forma limitadapelas dificuldades operacionais. Esses materiais (aoscarbono, aos inoxidveis e alguns aosliga) exigem elevadas temperaturas e presses de trabalho que criam dificuldades de lubrificaoe, em conseqncia, impem baixas velocidades de trabalho e pequenas redues.


50/258

3.6.2D

Os defeitos que podem aparecer nos produtos extrudados, em funo dos diversos fatores deinfluncia referentes ao material, mas principalmente s condies de operao, so os seguintes:

a)

vazios internos na parte final do extrudado, decorrentes ao problema do modo deescoamento; uma velocidade de extruso muito grande, principalmente ao final doprocesso, pode acentuar a presena do defeito;

b)trincas de extruso, de direo perpendicular direo de extruso, decorrentes de defeitosno lingote ou no tarugo, ao ser empregada uma temperatura de trabalho muito alta,associada ou no a uma velocidade elevada de extruso;

c)

escamas superficiais, ocasionadas pela aderncia de partculas de material duro nasuperfcie das ferramentas, provenientes da ao de desgaste ou da quebra de camadassuperficiais do recipiente de extruso; esse defeito pode ser causado tambm pelodesalinhamento do pisto ou por excessiva temperatura de trabalho;

d)

riscos de extruso, causados por irregularidades superficiais na ferramenta ou por resduosde xidos metlicos retidos em sua superfcie;

e) incluso de partculas de material estranho, que so arrastadas longitudinalmente, dandouma aparncia de manchas provocadas por raspagens;

f)

bolhas superficiais provenientes de gases retidos na fundio do lingote para extruso ou notratamento trmico de aquecimento para a mesma;

g)marcas transversais provocadas pela parada da prensa e retomada do movimento;

h)

manchas e perda de cores, decorrentes da oxidao e contaminao superficial comsubstncias estranhas ou provenientes do lubrificante.

Ainda podem ser encontrados defeitos provenientes da falta de homogeneidade estrutural,como granulao mais grosseira na superfcie, ou segregaes, provocadas pelos processos depreparao do lingote por fundio (ou tarugo por laminao) ou p

conform a cao plastic a dos met a is

Documents