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FUNDAMENTOS DA CONFORMAÇÃO DOS METAIS - Capítulo 12 - Coggle Diagram
FUNDAMENTOS DA CONFORMAÇÃO DOS METAIS - Capítulo 12
VISÃO GERAL
A
deformação plástica
é utilizada para alterar a forma de peças metálicas
Matriz -
Ferramenta utilizada para conformar metais. Aplica-se tensões que excedem o limite de escoamento do metal. A forma do metal será determinada pela geometria da matriz.
Tensão -
Geralmente, para deformar plasticamente o metal são aplicadas tensões de
compressão
Propriedades dos Materiais
Desejáveis:
Baixa tensão de escoamento
Alta ductilidade
Afetadas pela temperatura - Ductilidade aumenta e tensão de escoamento diminui quando a temperatura é elevada
CONFORMAÇÃO VOLUMÉTRICA
Caracterizada por deformações significativas e alterações de forma maciça. Peças com área de superfície-para-volume relativamente baixa
Principais Processos de Conformação Volumétrica:
(a) Laminação
(b) Forjamento
(c) Extrusão
(d) Trefilação
CONFORMAÇÃO EM CHAPAS
Realizadas em folhas de metal, tiras e bobinas
Também chamado de
prensagem
, pois as operações são realizadas em prensas. Possui alta área de superfície-para-volume
Peças são chamadas de
estampos
Principais Operações de Conformação em Chapas:
(a) Dobramento
(b) Estampagem
(c) Corte
COMPORTAMENTO DOS METAIS NA CONFORMAÇÃO
Na região plástica o comportamento do metal é expresso pela curva tensão-deformação, que indica a localização da tensão média de escoamento
Tensão de Escoamento
Para a maioria dos metais à temperatura ambiente, a tensão aumenta quando deformado devido ao encruamento
Valor instantâneo da tensão necessária para continuar a deformação do material
TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO
TRABALHO A FRIO
Realizado a temperatura ambiente ou ligeiramente acima
Geralmente, mínima ou nenhuma maquinagem necessária
Vantagens
Melhor precisão - tolerâncias mais apertadas
Melhor acabamento superficial
O encruamento aumenta a resistência e dureza
Aquecimento não necessário
Fluxo de grão durante a deformação pode gerar propriedades direcionais desejáveis em produtos
TRABALHO MORNO
Realizado a temperatura acima da ambiente, mas abaixo da temperatura de recristalização
A linha divisória entre o trabalho a frio e o morno, muitas vezes é expressa em termos de ponto de fusão:
0.3 Tm, onde Tm = ponto de fusão (temperatura absoluta)
Vantagens
Potência e forças inferiores ao do trabalho a frio
Geometrias de trabalho mais detalhadas
Necessidade de recozimento pode ser reduzida ou eliminada
Desvantagens
Peça deve ser aquecida
TRABALHO A QUENTE
Realizado a temperaturas acima da temperatura de recristalização
Geralmente realizado um pouco acima de
0.5 Tm e menor que 0.75 Tm
A capacidade de deformação plástica substancial é muito maior do que a que é possível com o trabalho a frio ou morno. Pois, o coeficiente de tensão é substancialmente menor do que a temperatura ambiente. A ductilidade é significativamente aumentada
Vantagens
Forma pode ser significativamente alterada com tensões e potenciais inferiores
Metais, que normalmente fraturam no trabalho a frio, podem ser conformados a quente
Propriedades de resistência são geralmente isotrópicas
Nenhum endurecimento a partir do encruamento
Desvantagens
Baixa precisão dimensional
Requer maior energia - Soma da energia térmica necessária para aquecer a peça e da energia para deformar o metal
Oxidação da superfície de trabalho (carepa) - Acabamentos inferiores
Ferramentas com vida útil mais curta
TRABALHO ISOTÉRMICO
Operações com o ferramental pré-aquecido para temperaturas próximas à peça
Ligas de aços hiperligados - titânio, níquel
Diminui a vida da ferramenta, porém possibilita o trabalho
Mais comum no forjamento
ATRITO NA CONFORMAÇÃO
Na maioria dos processos de conformação, o atrito é
indesejável
Fluxo de metal é reduzido
Forças e energias são aumentadas
Ferramentas se desgastam mais rápido (mais graves no trabalho a quente)
LUBRIFICAÇÃO NA CONFORMAÇÃO
Aplicados a interface da ferramenta e peça para reduzir os efeitos nocivos do atrito
Benefícios
Forças, potência e desgaste de ferramentas são reduzidos
Melhor acabamento superficial
Remove o calor do ferramental
Considerações
Tipos de processos: laminação, forjamento, chapas, etc.
Trabalho a quente ou a frio
Reatividade química com metais de ferramentas de trabalho
Facilidade de aplicação
Custo