4 - slide extrusao e trefilação
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TREFILAÇÃO E
EXTRUSÃO
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TREFILAÇÃO E EXTRUSÃO
Com ambos os processos podem tanto
ser produzidas tarugos como peças
acabadas.
Processos destinados à produção de
barras de perfil constante, sendo esse
perfil definido pela forma da abertura
da ferramenta por onde o material
escoa, impulsionado por uma força que
pode ser:
- Tração, no caso da trefilação, ou
- Compressão, no caso da extrusão
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TREFILAÇÃO
O QUE É?
A trefilação é uma operação em que a matéria-
prima é estirada através de uma matriz em forma de
canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio
de uma força tracionadora aplicada do lado de
saída da matriz.
O escoamento plástico é produzido pela
combinação da força tracionadora com as forças
compressivas provenientes da reação da matriz
sobre o material.
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TREFILAÇÃO
DISPOSITIVO BÁSICO: A FIEIRA
A fieira é o dispositivo básico da trefilação, e compõe todos os
equipamentos trefiladores. Sua geometria é dividida em quatro zonas:
• de entrada
• de redução (ά = ângulo de trefilação)
• de calibração (zona cilíndrica)
• de saída
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TREFILAÇÃO
MATERIAL DA FIEIRA: O material é escolhido conforme as exigências do processo
(dimensões, esforços) e o material a ser trefilado. Os materiais mais utilizados são: – Carbonetos sinterizados (sobretudo WC – Widia) – Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura) – Aços especiais (Cr-Ni, Cr-Mo, Cr-W, etc.) – Ferro fundido branco – Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados) – Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras)
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TREFILAÇÃO
Barras Ø < 25mm
Arames Comuns Grossos: Ø = 5...25mm
Médios: Ø = 1,6…5,0mm
Finos: Ø = 0,7...1,6mm
Especiais Ø < 0,02mm
Tubos Trefilados de diferentes formas
PRODUTOS MAIS COMUNS
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TREFILAÇÃO
VANTAGENS
– O material pode ser estirado e reduzido em secção transversal mais do que com qualquer outro processo;
– A precisão dimensional obtida é maior do que em qualquer outro
processo exceto a laminação a frio, que não é aplicável às bitolas comuns de arames;
– A superfície produzida é uniformemente limpa e polida;
– O processo influi nas propriedades mecânicas do material, permitindo, em combinação com um tratamento térmico adequado, a obtenção de uma gama variada de propriedades com a mesma composição química.
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TREFILAÇÃO
MÉTODOS DE TREFILAÇÃO DE TUBOS
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TREFILAÇÃO
BANCADA DE
TREFILAÇÃO
Na figura ao lado
pode-se observar
o aspecto
esquemático de
uma bancada de
trefilação, com os
respectivos
componentes.
EQUIPAMENTOS
Classificam-se em dois grupos:
• BANCADAS DE TREFILAÇÃO – Utilizadas para produção de
componentes não bobináveis, como barras e tubos.
•TREFILADORAS DE TAMBOR – Utilizadas para produção de
componentes bobináveis, ou seja, fios e arames.
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TREFILAÇÃO
TREFILADORAS DE TAMBOR
Classificam-se em três grupos:
• Simples (um só tambor) – Para arames grossos
• Duplas – Para arames médios
• Múltiplas (contínuas) – Para arames médios e finos
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TREFILAÇÃO
Os elementos das máquinas de trefilação dependem das características de cada máquina. Existem entretanto componentes básicos que ususalmente sempre estão presentes nas trefiladoras. Eles são:
– Carretel alimentador – Porta-fieira – Garra ou mordaça para puxar a primeira porção do arame – Tambor para enrolar o arame trefilado
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TREFILAÇÃO
MÁQUINA DE TREFILAÇÃO
CONTÍNUA DE FIOS LEVES
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TREFILAÇÃO
MÁQUINA DE TREFILAÇÃO
CONTINUA DE FIOS PESADOS
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TREFILAÇÃO
O PROCESSO PRODUTIVO
• Matéria-prima: Fio-máquina (vergalhão laminado a quente)
• Descarepação:
- Mecânica (descascamento), dobramento e escovamento.
- Química (decapagem): com HCl ou H2S04 diluídos.
• Lavagem: em água corrente.
• Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)2 a 100°C a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame, e servir de suporte para o lubrificante de trefilação.
• Secagem (em estufa) - Também remove H2 dissolvido na superfície do material.
• Trefilação - Primeiros passes a seco. Eventualmente: recobrimento com Cu ou Sn e trefilação a úmido.
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TREFILAÇÃO
DEFEITOS EM TREFILADOS Podem resultar:
- de defeitos na matéria-prima (fissuras,lascas, vazios, inclusões); - do processo de deformação. Exemplo de defeito:Trincas internas em ponta de flecha ("chevrons") - veja figura abaixo
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TREFILAÇÃO
TRATAMENTO TÉRMICO DE FIOS TREFILADOS
• RECOZIMENTO:
Indicação: principalmente para arames de baixo carbono Tipo: subcrítico, entre 550 a 650°C Objetivo: remover efeitos do encruamento.
• PATENTEAMENTO: Indicação:aços de médio a alto carbono (C> 0,25 %) Tipo: aquecimento acima da temperatura crítica (região g) seguido de resfriamento controlado, ao ar ou em banho de chumbo mantido entre 450 e 550°C. A seguir, encruamento em trefila.
Objetivo: obter uma boa combinação de resistência e ductilidade, pela estrutura resultante de perlita fina ou bainita encruadas.
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TREFILAÇÃO
PRODUTOS TREFILADOS:
FIOS DE AÇO
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TREFILAÇÃO
PRODUTOS TREFILADOS:
CONDUTORES ELÉTRICOS
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TREFILAÇÃO
PRODUTOS TREFILADOS: TUBOS MICROTUBOS
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EXTRUSÃO
HISTÓRICO
• Antecede o século XIX
• Inicio em Tubos de Chumbo
• Auge na Segunda Guerra Mundial
• Tecnologia das Prensas
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EXTRUSÃO
O QUE É ?
• Conformação de
metais por
deformação plástica
• Altas pressões
Hidráulicas
• Materiais de elevada
plasticidade
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EXTRUSÃO
MATERIAIS:
Quase todos os materiais. Também
materiais frágeis, como Ferro Fundido,
mediante uso de punção com contra-
pressão.
EQUIPAMENTO:
Prensa mecânica de manivela e
excêntrica, bem como prensa hidráulica.
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EXTRUSÃO
O MERCADO DOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
TIPOS DE
EXTRUSÃO
• Extrusão Direta
• Extrusão Indireta
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EXTRUSÃO
MÉTODO DIRETO
• Matriz e recipiente fixos
• Flui material no sentido da
força aplicada
• Material extrudado passa
pela matriz
• Melhor acabamento
superficial
• Maiores valores de Atrito
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EXTRUSÃO
EXTRUSÃO DIRETA DE BARRA ÔCA
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EXTRUSÃO
MÉTODO INDIRETO
• Recipiente fixo e
matriz móvel
• Fluxo de metal
contrário ao da Força
• Embolo Oco e Móvel
• Força menor que a do
método direto
• Acabamento
superficial não tão bom
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EXTRUSÃO
TIPOS DE EXTRUSÃO DIRETA
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EXTRUSÃO
TIPOS DE EXTRUSÃO INDIRETA
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EXTRUSÃO
TIPOS DE EXTRUSÃO TRANSVERSAL
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EXTRUSÃO
Os processos de extrusão podem ainda ser divididos
pela temperatura da peça:
Extrusão
a frio
Extrusão
semi-aquecida
Extrusão
a quente
•Elevada economia
•Combinação com outros
processos
•Alta qualidade dimensional
e superficial
•Fabricação de peças
complexas
•Melhores propriedades
mecânicas
•Propriedades semelhantes
às dos extrudados a frio.
•Menor tensão de
escoamento
•Importância cada vez
maior
•Melhora da
trabalhabilidade
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EXTRUSÃO
MATERIAIS E
EQUIPAMENTOS
• Tarugo
• Forno ou Aquecedores
• Matriz
• Prensa Hidráulica
• Punção ou haste do Embolo
• Disco de Apoio
• Recipiente
• Disco de Pressão
• Equipamento para Estiramento
do Produto Extrudado
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EXTRUSÃO
MATRIZ
• Influencia diretamente na qualidade do produto
• Perfis maciços ou tubulares
• Polimento: Rugosidade muito baixa
• Alta resistência à abrasão
• Alta Dureza
• Revestimentos Superficiais
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EXTRUSÃO
TARUGOS
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EXTRUSÃO
PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL
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EXTRUSÃO
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EXTRUSÃO
LINHA DE ESTIRAMENTO DE BARRAS
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EXTRUSÃO
PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS
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EXTRUSÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS
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TREFILAÇÃO E EXTRUSÃO
QUESTIONÁRIO
1 – Que tipos de produtos podem ser obtidos pelos processos de trefilação e de extrusão?
2 – Qual a diferença mais importante entre esses dois processos?
3 – Quais são as zonas em que se divide uma fieira?
4 – Cite as principais vantagens do processo de trefilação.
5 – Quais são os equipamentos em que se realizam o processo de trefilação?
6 – Cite as etapas do processo industrial de trefilação.
7 – Explique sucintamente o processo de extrusão.
8 – Quais os materiais metálicos que podem ser extrudados?
9 – Em que diferem os processos de extrusão direta e de extrusão inversa?
10 – Quais os equipamentos envolvidos no processo de extrusão?
11 – Quais as características que deve ter uma matriz de extrusão?
12 – Enumere os principais tipos de defeitos que podem ocorrer nos materiais extrudados.