Classificação quanto à temperatura de trabalho

CONFORMAÇÃO MECÂNICA
Introdução
Os processos de fabricação de peças metálicas por conformação mecânica
são responsáveis pela produção de um grande número de produtos.
Diversos materiais podem ser conformados, destacando-se os aços, as ligas
de alumínio, as ligas de cobre e as ligas de titânio, entre os materiais empregados
industrialmente.
Os produtos conformados apresentam uma grande gama de geometrias,
desde as mais simples até as mais complexas, representadas pelos produtos de
grandes comprimentos como perfis, chapas, folhas, tubos, barras e peças diversas
como eixos, engrenagens, bielas, recipientes e outros.
A conformação mecânica, também denominada conformação plástica,
representa um conjunto de processos em que a modificação da forma e das
dimensões da peça metálica ocorre pela ação de tensões mecânicas que causam
a deformação plástica dessa peça, sem que haja remoção de material, como ocorre
na usinagem. Assim, nos processos de conformação não há variação do volume das
peças conformadas. Desta forma, um dos aspectos interessantes da conformação é
a economia de matéria-prima e a redução do tempo total de fabricação, como
mostrado na figura a seguir.
Processos de Compressão Direta:
O escoamento forma um ângulo reto com a direção da força aplicada.
Processo de Compressão Indireta:
O escoamento ocorre pela ação de um estado combinado de tensões, o qual
inclui altas forças compressivas em pelo menos uma das direções principais.
Conformação dos metais:
Modificação de um corpo metálico para outra forma definida.
Processos Mecânicos (tensões externas)
Processos de conformação
Processos Metalúrgicos (altas temperaturas)
Proc. Conform. p/ solidificação (T > Tfusão)
Processos Metalúrgicos
Proc. Conform. p/ metal, do pó (T < Tfusão)
Proc. Conform. Plástica (σ < σr)
Processos Mecânicos
Processos de Conformação Mecânica
Proc. Conform. p/ usinagem (σ > σr)
PRIMÁRIOS – Transformam o fundido (lingote) em um
produto “trabalhado” de formas simples: barras, folhas,
placas. É também conhecido por Processamento.
Processos Mecânicos
SECUNDÁRIOS – Transformam os produtos
intermediários em produtos acabados ou semiacabados. É também conhecido por Fabricação.
Importância do estudo dos Processos de Conformação Plástica:
Mais de 80% dos produtos metálicos produzidos são submetidos a tais processos
em um ou mais estágios.
Os processos de conformação plástica dos metais permitem a obtenção de peças no
estado sólido, com características controladas, através de esforços mecânicos em
corpos metálicos iniciais que mantém o seu volume constante.
Dimensão e forma
Propriedades mecânicas
Condições superficiais
Conciliando qualidade com elevadas velocidades de produção e baixos custos de
fabricação.
Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com
vários critérios:
 tipo de esforço predominante;
 temperatura de trabalho;
 forma do material trabalhado ou do produto final;
 tamanho da região de deformação (localizada ou geral);
 tipo de fluxo de material (estacionário ou intermitente);
 tipo de produto obtido (semi-acabado ou acabado).
Classificação Quanto ao tipo de esforço predominante
por compressão direta;
por cisalhamento;
por compressão indireta;
por flexão.
por tração;
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).
Compressão indireta: as forças externas aplicadas sobre a peça podem ser
tanto de tração quanto de compressão, mas as que efetivamente provocam a
conformação plástica do metal são de compressão indireta, desenvolvidas
pela reação da matriz sobre a peça. Exemplos: trefílação e extrusão de tubos e
fios, e a estampagem profunda (embutimento) de chapas (parcial). No
processo de trefílação, a solicitação externa é de tração, enquanto nos
processos de extrusão e embutimento de chapas, é de compressão. Nesse
último processo, porém, somente parte da peça (a aba) é submetida a esse tipo
de esforço.
Conformação por tração: o estiramento de chapas, no qual a peça toma a
forma da matriz através da aplicação de forças de tração em suas
extremidades, é o principal exemplo.
Conformação por cisalhamento: envolvem forças cisalhantes suficientes ou
não para romper o metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores
exemplos deste tipo de processo são a torção de barras e o corte de chapas.
Conformação por flexão: as modificações de forma são conseguidas mediante
a aplicação de um momento fletor. Esse princípio é utilizado para dobrar
chapas, barras e outros produtos. Como exemplo, pode-se citar os processos
de dobramento livre, dobramento de borda, dobramento de matriz e
calandragem.
Classificação quanto à temperatura de trabalho
Quando a temperatura de trabalho é maior que a temperatura que provoca a
recristalização do metal, o processo é denominado trabalho a quente e, abaixo
desta temperatura, trabalho a frio.
No trabalho mecânico a frio, provoca-se o aparecimento do efeito de
encruamento do metal, ou seja, o aumento da resistência mecânica com a
deformação plástica. O trabalho mecânico a frio permite aumentar a resistência
mecânica de certos materiais 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 de retornar à condição mais estável de menor energia
interna. O tratamento térmico para obter este efeito é denominado Recozimento e,
além da recuperação da estrutura cristalina do metal, este tratamento provoca a
diminuição da resistência mecânica e a elevação da ductilidade.
Esquema Simplificado da Classificação dos Processos de Conformação