Aula 13 - Trefilação Para ter acesso a esse material acesse:

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1 Aula 13 - Trefilação Para ter acesso a esse material acesse:
Msc. Keli Vanessa Salvador Damin 1

2 Classificação Processos de Fabricação Processos de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco Conformação Mecânica Laminação Forjamento Extrusão Trefilação Estampagem Soldagem Fundição Metalurgia do Pó

3 Objetivos da aula Apresentar o processo de trefilação e suas características. Identificar as partes de uma fieira. Conhecer os principais defeitos que podem durante este processo.

4 O que é Trefilação? 4

5 O que é Trefilação? É um processo mecânico, que consiste na passagem de uma barra, perfil, ou fio, por uma matriz (fieira), por meio de uma força de tração; ou seja, na trefilação o metal é puxado para fora da matriz. 5

6 Trefilação A maioria da matéria-prima para o processo de trefilação vem da laminação, mas também pode vir da extrusão. A barra que deve ser trefilada é chamada de fio de máquina. A barra deve ser apontada, para facilitar a passagem pela fieira, e presa por garras de tração que vão puxar o material para que ele adquira o diâmetro desejado.

7 Trefilação Como normalmente a operação ocorre a frio, haverá o encruamento do material. 7

8 Trefilação A deformação plástica ocorre pelas tensões de tração (responsáveis pela movimentação axial) e pelas tensões de compressão proveniente da reação da matriz sobre o metal (responsáveis pela deformação radial). 8

9 Trefilação Deve-se utilizar lubrificantes para facilitar o processo de trefilação. A área de redução da seção transversal de fios finos varia entre 15 e 25 % e fios grossos entre 20 e 45 %.

10 Equipamento O equipamento utilizado neste processo é o banco de tração, com capacidade de tração de até 100 ton e velocidade de trabalho de até 100m/min. Vídeo: trefilação 1 e trefilação 2

11 Produtos obtidos pelo processo de trefilação
Nesse processo é possível obter: Bom acabamento superficial Boa precisão dimensional Aumento da resistência por encruamento Alta velocidade de produção

12 Produtos obtidos pelo processo de trefilação
Arames; Fios elétricos; Barras; Perfis diversos; Cabos; Molas;

13 Produtos obtidos pelo processo de trefilação
Clips de papel; Tubos; Carrinhos de supermercado; Eletrodos para soldagem.

14 Etapas do processo de trefilação
Compra da matéria-prima. Decapagem mecânica ou química que retira os óxidos presentes na superfície do fio máquina. Produção da ponta Trefilação Tratamento térmico (quando necessário)

15 Teste seu conhecimento
Quais produtos podemos obter a partir do processo de trefilação?

16 Ferramental para trefilação
A matriz usada na trefilação é comumente chamada de fieira. As fieiras utilizadas na trefilação são compostas de uma carcaça de aço e um núcleo feito geralmente de metal duro ou diamante industrial.

17 Ferramental para trefilação
A fieira é composta por 4 regiões como visto abaixo: α

18 Ferramental para trefilação
Região de entrada (a): tem como objetivo o guiamento do material a ser trefilado e também facilitar o processo de lubrificação.

19 Ferramental para trefilação
Região de trabalho (b): tem como objetivo deformar plasticamente o material que está sendo trefilado. Os ângulos de trefilação (α) mais comuns estão entre 5 e 20o dependendo do tipo de material a ser trefilado.

20 Ferramental para trefilação
Região de calibração (c): esta região define a geometria e as dimensões do material que está sendo trefilado e serve para ajustar o diâmetro do fio.

21 Ferramental para trefilação
Região de saída (d): possui um ângulo de saída que facilita a saída do material, pois após o material ser deformado plasticamente há um retorno elástico devido ao alivio das tensões compressivas, assim na região de saída o material apresenta um leve aumento de diâmetro.

22 Trefilação de tubos sem costura
O processo de trefilação pode ser utilizado para reduzir o diâmetro ou a espessura de parede de tubos sem costura. Para isso, geralmente faz-se o uso de um mandril, como ilustrado abaixo: Vídeo: Processo de Trefilação na fabricação de tubos de Alumínio

23 Trefilação de arames de aço
O processo de trefilação de arames de aço é feito pela trefilação de uma bobina, com centenas de metros de arame, passado através de uma série de fieiras.

24 Trefilação de arames de aço
Na trefilação de arames em passes múltiplos, a redução do processo total, geralmente, é de 20-25%. Dependendo do estado da matéria-prima, é necessário um tratamento térmico de recozimento antes da trefilação, e para fios muito finos, o tratamento é realizado entre os vários passes de laminação. Vídeo: O Segredo das Coisas - Fios Elétricos

25 Tratamentos térmicos na Trefilação
Recozimento Patenteamento Têmpera e revenido

26 Tratamentos térmicos na Trefilação
Recozimento: Indicado para remover o encruamento Recomendado para materiais com teor de carbono <0,25%C. O tratamento é realizado geralmente entre oC com resfriamento brando.

27 Tratamentos térmicos na Trefilação
Patenteamento: Recomendado para materiais com teor de carbono >0,25%. O tratamento consiste em austenitizar (~900oC) o material e resfria-lo de forma controlada de forma a produzir bainita que proporciona melhor combinação entre resistência e ductilidade.

28 Tratamentos térmicos na Trefilação
Têmpera e revenido: Indicado para aumentar a resistência mecânica Recomendado para materiais com teor de carbono >0,40%. O tratamento consiste em austenitizar o material e resfria-lo rapidamente de forma a produzir martensita e depois aquece-lo novamente (~ oC) e resfria-lo ao ar produzindo martensita revenida.

29 Tratamento de superfície na Trefilação
Zincagem: Recomendado para materiais com baixa resistência a corrosão no ambiente no qual serão utilizados O material é coberto por uma camada de zinco que lhe confere maior resistência a corrosão

30 Teste seu conhecimento
A fieira é composta por 4 regiões. Quais são? Qual o tratamento utilizado para eliminar o encruamento num material trefilado?

31 Defeitos de Trefilação
Diâmetro irregular/escalonado; Fratura irregular com estrangulamento; Fratura com trinca aberta em duas partes; Trincas centrais tipo Chevron.

32 Defeitos da trefilação – Diâmetro irregular/escalonado
Causado por partículas duras que ficam retidas na fieira e posteriormente se desprendem.

33 Defeitos da trefilação – Fratura irregular com estrangulamento
Causada por esforço excessivo devido à lubrificação deficiente ou redução excessiva.

34 Defeitos da trefilação – Fratura com trinca aberta em duas partes
Causada por trincas de laminação.

35 Defeitos da trefilação – Trincas centrais tipo Chevron
Ação compressiva da fieira não penetra até o centro da peça devido ao tamanho L ser pequeno e o ângulo de trefilação ser grande. Para evitar isso, deve-se é diminuir a relação D/L, o que pode ser feiro empregando-se uma fieira de menor ângulo.

36 Síntese Trefilação É um processo de conformação mecânica que consiste na passagem de uma barra, por uma matriz, por meio de uma força de tração Defeitos da Extrusão Diâmetro irregular; Fratura irregular com estrangulamento; Fratura com trinca aberta em duas partes; Trincas centrais tipo Chevron.

37 Bibliografia 1 – CHIAVERINI, V., Tecnologia Mecânica, Vol.2, Processos de Fabricação e Tratamento. McGrawHill, São Paulo, 1986. 2 - MORO, Norberto; AURAS, André P. Processos de fabricação – Conformação Mecânica II, Extrusão, Trefilação e Conformação de chapas. Disponível em < 3 - L. SCHAEFFER, Conformação Mecânica, Editora Imprensa Livre. 2. ed. Porto Alegre, 2004. 4 - KIMINAMI, C, S. et al. Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos. 1ed. Blucher 5 - Fundação: Roberto Marinho, Mecânica – Processos de Fabricação. 1 ed. São Paulo: Globo, 2000.