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Fundamentos da formação de metal - Coggle Diagram
Fundamentos da formação de metal
Visão geral
Formando metal
Deformação plástica usada para mudar a forma de peças
A ferramenta aplica tensões que exceder a resistência ao escoamento do metal
O metal assume a forma determinada pela geometria da matriz
Tensões
São geralmente compressivo
Forjamento
Extrusão
Laminação
Há outros
Outros dobram o metal
Outros aplicam tensões de cisalhamento
Estique o metal
Propriedades do material
Propriedades desejáveis
Baixa resistência ao escoamento
Alta ductilidade
Afetadas pela temperatura
Temperatura elevada
Ductilidade aumenta
Resistência ao escoamento diminui
Outros fatores
Taxa de deformação e fricção
Tipos básicos de processo
Deformação em massa
Processos de forjamento
Processos de extrusão
Processos de laminação
Desenho de fio e barra
Chapa metálica
Desenho profundo ou copo
Processos de corte
Operações de dobra
Deformação em Massa
Peças de trabalho com relações de área de superfície para volume relativamente baixas
Trabalho iniciais são geralmente geometrias simples
Tarugos cilíndricos
Barras retangulares
Deformações significativas e grandes mudanças de forma
Chapa metálica
Formação e operações realizadas em folhas de metal, tiras e bobinas
Alta relação área de superfície para volume de metal de partida
Chamado de trabalho de impressão porque essas operações são realizadas em impressoras
Peças chamadas de estampagens
Ferramentas - punção e matriz
Comportamento do material
Interesse na região de plástico da curva de tensão-deformação
Material é plasticamente deformado
Região do plástico
Comportamento do metal é expresso pela curva de fluxo
Curva de fluxo com base na tensão real e na deformação real
Estresse de fluxo
Força aumenta quando deformado devido ao endurecimento por tensão
Valor instantâneo de estresse necessário para continuar deformando o material
Tensão de fluxo médio
Determinado pela integração da equação da curva de fluxo
entre zero e o valor de deformação final
Temperatura
K e n na curva de fluxo dependem de temperatura
Tanto a resistência (K) quanto o endurecimento por deformação (n) são reduzidos em temperaturas mais altas
Ductilidade é aumentada em maior
temperaturas
Três faixas de temperatura
Trabalho morno
Realizado em temperaturas acima da temperatura ambiente
mas abaixo da temperatura de recristalização
Linha divisória entre trabalho a frio e trabalho a quente
Vantagens
Forças e potência mais baixas do que no trabalho a frio
Geometrias de trabalho mais complexas possíveis
A necessidade de recozimento pode ser reduzida ou eliminada
Desvantagens
A peça de trabalho deve ser aquecida
Trabalho quente
Deformação em temperaturas acima do temperatura de recristalização
Temperatura de recristalização = cerca de metade de
ponto de fusão em escala absoluta
Vantagens
Forças inferiores e potência necessária
As propriedades de força do produto são geralmente isotrópicas
A forma da peça de trabalho pode ser alterada significativamente
Metais que normalmente fraturam no trabalho a frio podem ser
quente formado
Nenhum fortalecimento de parte ocorre com o endurecimento por trabalho
Desvantagens
Maior energia total necessária, que é a soma de
A energia térmica necessária para aquecer a peça de trabalho
Energia para deformar o metal
Precisão dimensional inferior
Oxidação da superfície de trabalho
Acabamento superficial mais pobre
Menor vida útil da ferramenta
Matrizes e rolos na deformação a granel
Trabalho frio
Muitos processos de conformação a frio são importantes operações de produção
Mínimo ou nenhuma usinagem normalmente necessária
Realizado em temperatura ambiente ou ligeiramente acima
Estas operações estão próximas do formato líquido ou líquido
processos
Vantagens
Melhor precisão, tolerâncias mais estreitas
Melhor acabamento superficial
O endurecimento por deformação aumenta a resistência e dureza
O fluxo de grãos durante a deformação pode causar desejáveis
propriedades direcionais no produto
Nenhum aquecimento de trabalho necessário
Desvantagens
Superfícies de trabalho iniciais devem estar livres de incrustações e sujeira
Ductilidade e endurecimento por deformação limitam a quantidade de conformação que pode ser feita
Forças e potência superiores necessárias para a deformação
Em alguns casos, o metal deve ser recozido antes
mais deformação pode ser realizada
Em outros casos, o metal simplesmente não é dúctil o suficiente
ser trabalhado a frio
Sensibilidade à taxa deformação
Um metal no trabalho a quente se comporta como um material perfeitamente plástico
O metal deve continuar a fluir na mesma tensão de fluxo
Fenômeno adicional ocorre durante a deformação
Sensibilidade à taxa de deformação
Taxa de deformação
Velocidade de deformação v = velocidade do aríete ou outro movimento do equipamento
A taxa de deformação na formação está diretamente relacionada à velocidade de deformação v
Avaliação
Na maioria das operações práticas, a avaliação da taxa de deformação é feita por
Geometria da peça
Variações na taxa de deformação em diferentes regiões da peça
A taxa de deformação pode chegar a 1000 s-1 ou mais para algumas operações de conformação de metal
Efeito da taxa de deformação no fluxo
Estresse
O estresse de fluxo é uma função da temperatura
Temperaturas de trabalho quentes, o estresse de fluxo também depende da taxa de deformação
À medida que a taxa de deformação aumenta, a resistência à deformação aumenta
Este é o efeito conhecido como sensibilidade à taxa de deformação
Equação
Efeito da temperatura sobre
Estresse de fluxo
Observações
O aumento da temperatura diminui C e aumenta m
Curva de fluxo sozinha é uma boa representação de
comportamento material
À temperatura ambiente, o efeito da taxa de deformação é quase
insignificante
À medida que a temperatura aumenta, a taxa de deformação torna-se cada vez mais importante na determinação da tensão de fluxo
Fricção e lubrificação
O atrito é indesejável
Forças e poder são aumentados
Ferramentas se desgastam mais rápido
Fluxo de metal é reduzido
Fricção e desgaste da ferramenta são mais severos no trabalho a quente
Lubrificação
Lubrificantes de usinagem são aplicados à interface de trabalho da ferramenta em muitas operações de conformação para reduzir os efeitos prejudiciais do atrito
Vantagens
Redução de aderência, forças, potência, desgaste da ferramenta
Melhor acabamento superficial
Remove o calor da ferramenta
Considerações na escolha do lubrificante
Tipo de processo de conformação
Trabalho a quente ou trabalho a frio
Reatividade química com ferramentas e metais de trabalho
Custo
Facilidade de aplicação
Material de trabalho
