Conceitos Iniciais. Forjamento a quente Forjamento a frio

Transcrição

1 Forjamento

2 Conceitos Iniciais Forjamento é o processo de conformação através do qual se obtém a forma desejada da peça por martelamento ou aplicação gradativa de uma pressão. Forjamento a quente Forjamento a frio

3 Equipamentos de Forjamento: Martelos e Prensas Processos de forjamento: Forjamento livre(forjamento em matriz aberta) Forjamento em matriz fechada.

4 Forjamento livre entre ferramentas planas formato simples Material deformado

5 Forjamento em Matriz O material é deformado entre duas metades de matrizes, que fornecem a forma desejada à peça.

6 Deformação => Alta pressão em uma cavidade fechada Matrizes possuem de custo elevado Costuma-se trabalhar com excesso de material Bacia de Rebarba.

7 Etapas de Forjamento: Corte; Aquecimento; Forjamento livre e forjamento em matriz; Rebarbação; Tratamento térmico.

8 Finalidade da Deformação plástica (produzida pelo forjamento) Dar a forma desejada à peça Melhorar as propriedades mecânica do metal

9 Podem ser forjados: Aços carbono, aços-ligas, aços para ferramentas, aços inoxidáveis, ligas de alumínios, ligas de cobre e ligas de titânio. Matérias Primas para forjamento Metal fundido Metal laminado

10 Classificação Pode se dar em função: Processo Qualidade

11 Podem ser forjados: Em matriz aberta; Em matriz fechada; Em martelos; Em máquinas forjadoras; A quente ou a frio; De diferentes níveis de precisão dimencional.

12 Equipamentos para forjamento Podem ser classificados com respeito ao princípio de operação em: Martelos Prensas de forjamento Essas máquinas são energeticamente limitadas.

13 Tipos de martelos de forjamento: Martelos de queda livre Martelo de dupla ação Martelo de contra golpe Normalmente uma peça é forjada com várias pancadas repetidas 60 a 150 pancadas por minuto

14 Martelo em queda livre Este equipamento consiste de uma base que suporta colunas, nas quais são inseridas as guias do suporte da ferramenta, e um sistema para a elevação da massa cadente até a altura desejada.

15 Sistemas de elevação: Pressão exercida por ar comprimido; Cintas de couro; Correntes metálicas; Tábua de madeira especial; Cilíndrico hidráulico.

16 Martelo de dupla ação Neste equipamento, a massa cadente é conectada a um pistão contido em cilindro no topo do martelo.

17 Martelo de contragolpe Vantagens em relação aos outros tipos de martelos: maior rendimento; maior velocidade de acionamento.

18 Desvantagens: Maior desalinhamento entre as partes superior ou inferior da matriz; Necessidade da força de forjamento estar localizada no meio da matriz para evitar grandes atritos entre massas e as guias; Impossibilidade de manipulação da peça durante o movimento; Maiores despesas de manutenção. Capacidade kgm

19 Tipos de prensas usadas em forjamento: Prensas hidráulicas Prensas mecânicas (excêntricas e de fricção) prensas recalcadoras.

20 Prensas para forjamento Prensas hidráulicas verticais com cilíndrico na sua parte superior. Este equipamento é de força restrita. Prensas mecânicas excêntricas. Conhecida como de curso limitado. Prensas de fricção possuem dois pratos de fricção unidos axialmente a uma árvore. O sentido de rotação da árvore pode ser invertido de modo que a rosca sem-fim possa subir e descer.

21 Máquinas forjadoras do tipo prensas horizontais

22 Valores típicos de velocidades para diferentes equipamentos de forjamento

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24 Condutibilidade térmica dos aços não ligados em função do teor de C (a 20º C) e da temperatura

25 Matrizes de forjamento São submetidas a altas tensões de compressão (podendo chegar até 2000 MPa), a uma alta solicitação térmica e, ainda, o choque mecânico. Características requeridas para os materiais das matrizes alta temperatura elevada tenacidade resistência a fadiga alto limite de escoamento alta resistência mecânica a quente alta resistência ao desgaste Materiais mais utilizados Aços ligados

26 Forjamento em matriz aberta O material sofre conformação por matrizes planas ou de geometria simples

27 Forjamento em matriz aberta Operações básicas do processo: recalque;

28 Forjamento em matriz aberta estiramento;

29 Forjamento em matriz aberta alargamento;

30 Forjamento em matriz aberta Outras operações Furação;

31 Forjamento em matriz aberta Dobramento;

32 Forjamento em matriz aberta Fendilhamento; Ampliação;

33 Forjamento em matriz aberta Corte e rebaixamento

34 Forjamento em matriz fechada O material sofre conformação por compressão e é impelido em direções determinadas pela forma da matriz

35 Forjamento em matriz fechada Pode ser classificado em: Forjamento a partir da barra

36 Forjamento em matriz fechada Forjamento a partir de tarugos

37 Forjamento em matriz fechada Forjamentos de elementos estampados

38 Forjamento em matriz fechada Etapas de trabalho corte- não necessária para forjamento em barras Aquecimento realizado em fornos Forjamento intermediário quando a conformação requer mais de uma etapa Forjamento final dimensões finais a peça Corte de peça forjada da barra Tratamentos térmicos Tratamentos superficiais posteriores

39 Propriedades de produtos forjados Forjados a quente e a frio: influi nas características mecânicas da peça (resistência e ductibilidade) Estado da superfície fatores que influenciam: processo é a quente ou a frio Intensidade da deformação Condições de lubrificação e estado superficial da ferramenta Número de operações de forjamento aplicado a peça Dimensões da peça dependem: Procedimentos de fabricação Estado de conservação da máquina e matriz de forjamento Dimensões e volume da peça inicial Forjabilidade do material da peça

40 Para forjamento a quente temos ainda como fatores que influenciam as dimensões da peça temperatura de trabalho Oxidação superficial Perdas de material (queima)

41 Forjamento a quente de Virabrequins Forjamento a Frio de um Eixo Dentado no Aço 16MnCr5.

42 Propriedades de produtos forjados Peça sendo forjada

43 Defeitos de forjamento Falta de redução conseqüência de uma penetração incompleta na cavidade da ferramenta Trincas superficiais conseqüência de um excessivo trabalho na periferia da peça a baixas temperaturas Trincas internas origina-se no interior da peça conseqüência de tensões de tração ao se efetuar grandes deformações Gotas frias quando duas superfícies se dobram uma contra a outra sem ocorrer soldagem Incrustações de óxidos originam-se nas camadas de oxido formadas durante o aquecimento Descarbonetação e queima defeitos originados no aquecimento do metal

44 Tratamentos térmicos de forjados Os aços forjados são submetidos a tratamentos termicos com a seguintes finalidades Homogeneizar a estrutura da peça forjada Melhorar sua usinabilidade Aumentar suas propriedades mecânicas Os principais tratamentos termicos empregados em produtos forjados são: Recozimento Normalização