PROCESSOS DE MODIFICAÇÃO DOS METAIS

Apresentação em tema: "PROCESSOS DE MODIFICAÇÃO DOS METAIS"— Transcrição da apresentação:

1 PROCESSOS DE MODIFICAÇÃO DOS METAIS
Profª MSc Janaína Araújo

2 1. Técnicas de modificação
Classes principais de processos de modificação: FUNDIÇÃO: metal líquido (ferro gusa, alumínio, bronze) é despejado em um molde, resfriado e solidificado; CONFORMAÇÃO: a matéria-prima é modelada por estiramento, dobra ou compressão; USINAGEM: máquina-ferramenta afiada corta e remove material de uma peça. Mais comuns: furação, serramento, fresagem e torneamento; UNIÃO: operações para formar um produto único mediante caldeiramento, soldagem, rebitamento, parafusamento ou uso de material adesivo; ACABAMENTO: a superfície é tratada para deixá-la mais dura, melhorar a aparência ou protegê-la. Polimento, galvanização, anodização e pintura.

3 1.1 Fundição Objetos com formatos complexos;
Metal líquido Molde (descartável ou não) Resfriamento Objeto sólido com formato do molde Objetos com formatos complexos; Processo eficiente para criação de várias cópias; Defeitos com a rápida solidificação do metal; Superfície áspera, necessita de acabamento; Exemplos: motores de automóveis, cabeçotes de cilindros, rotores e tambores de sistemas de freios

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6 1.2 Conformação Laminação:
Processo de redução de espessura de uma chapa plana de material pela compressão da chapa entre rolos; Exemplos: asas e fuselagem de aeronaves, recipientes para bebidas, parte de carroceria de automóveis; Laminação a quente: Utilização de materiais pré-aquecidos; A superfície final é áspera e grosseira; Laminação a frio: Superfície fina e lisa; Custo maior em até 20%

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8 1.2 Conformação Forjamento:
Conformação por aquecimento, impacto e deformação plástica do metal; Apresentam maior resistência e dureza; Exemplos: alguns tipos de eixos virabrequim e bielas, usados nos motores de combustão interna; No forjamento por recalque, uma punção achata ou da forma novamente à extremidade de uma haste enquanto ela é mantida em uma matriz estacionária. Utilizada na fabricação de pregos, parafusos e similares.

9 de rebarbas, (b) uma peça equivalente após a rebarbação e (c) rebarba.
(a) Exemplo de um virabrequim forjado em matriz fechada que apresenta a formação de rebarbas, (b) uma peça equivalente após a rebarbação e (c) rebarba.

10 2.2 Conformação Extrusão:
Utilizado na criação de peças de metal longas e retas, com seções transversais de formato redondo, retangular, em L, em T ou em C; Utiliza-se uma prensa mecânica ou hidráulica para comprimir o metal aquecido contra uma ferramenta que contém uma extremidade com furo no formato desejado.

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12 1.3 Usinagem Refere-se aos processos pelos quais se remove gradualmente material de uma peça na forma de pequenas lascas; Métodos mais comuns: perfuração, serramento, fresagem e torneamento; Produzem componentes com dimensões e formas mais precisos; O material removido é descartado.

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14 1.4 Soldagem Processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou material; Processos de soldagem: Deve gerar uma quantidade de energia capaz de unir dois materiais, similares ou não; Remover as contaminações das superfícies a serem unidas; Evitar que o ar atmosférico contamine a região durante a soldagem; Propiciar o controle da transformação de fase, para que a solda alcance as propriedades desejadas, sejam elas físicas, químicas ou mecânicas; A soldagem pode ser feita sob vácuo, com gás inerte, gás ativo, fluxo (escória) e sem proteção.

15 OXISOLDA ALUMINOTÉRMICA

16 TIG PLASMA

17 MIG / MAG ELETRODO TUBULAR

18 ELETRODO REVESTIDO ARCO SUBMERSO

19 SOLDA A PONTO E POR COSTURA
ELETROESCÓRIA SOLDA A PONTO E POR COSTURA

20 EXPLOSÃO FRICÇÃO

21 Tratamentos Térmicos dos Aços

22 Introdução Há muitos séculos atrás o homem descobriu que com aquecimento e resfriamento podia modificar as propriedades mecânicas de um aço, isto é, torná-los mais duro, mais mole, mais maleável, etc. Mais tarde, descobriu também que a rapidez com que o aço era resfriado e a quantidade de carbono que possuía influíam decisivamente nessas modificações. O processo de aquecer e resfriar um aço, visando modificar as sua propriedades, denomina-se TRATAMENTO TÉRMICO.

23 Introdução Um tratamento térmico é feito em três fases distintas:
Aquecimento Manutenção da temperatura Resfriamento

24 Tipos de tratamentos térmicos
Tratamentos por simples aquecimento e resfriamento: Têmpera Revenimento Recozimento Tratamentos que modificam as propriedades somente numa fina camada superficial da peça: Cementação Nitretação

25 Têmpera É o tratamento térmico aplicado aos aços com porcentagem igual ou maior do que 0,4% de carbono. O efeito principal da têmpera num aço é o aumento de dureza. Fases da têmpera 1ª Fase: Aquecimento (Por volta de 800ºC para os aços ao carbono). 2ª Fase: Manutenção da temperatura 3ª Fase: Resfriamento em água, óleo ou jato de ar.

26 Têmpera Efeitos da Têmpera Aumento considerável da dureza do aço.
Aumento da fragilidade em virtude do aumento de dureza. (O aço torna-se muito quebradiço). Reduz-se a fragilidade de um aço temperado com um outro tratamento térmico denominado revenimento.

27 Revenimento É o tratamento térmico que se faz nos aços já temperados, com a finalidade de diminuir a sua fragilidade, isto é, torná-lo menos quebradiço. O revenimento é feito aquecendo-se a peça temperada até uma certa temperatura resfriando-a em seguida. As temperaturas de revenimento são encontradas em tabelas e para os aços ao carbono variam entre 210ºC e 320ºC.

28 Fases do Revenimento 1ª Fase:
Aquecimento : Nos pequenos trabalhos os aquecimento pode ser feito apoiandose a peça polida, em um bloco de aço aquecido ao rubro. O forte calor que desprende do bloco, aquece lentamente a peça, produzindo nesta uma coloração que varia à medida que a temperatura aumenta. Essas cores, que possibilitam identificar a temperatura da peça, são denominadas cores de revenimento.

29 Fases do Revenimento 2ª Fase: 3ª Fase:
Manutenção da Temperatura – Possível quando o aquecimento é feito em fornos. 3ª Fase: Resfriamento – O resfriamento da peça pode ser: Lento – deixando-a esfriar naturalmente. Rápido – mergulhando-a em água ou óleo.

30 Efeitos do revenimento
Diminui um pouco a dureza da peça temperada, porém aumenta consideravelmente a sua resistência aos choques. Geralmente, toda peça temperada passa por um revenimento, sendo até comum dizer-se “peça temperada” ao invés de “peça temperada e revenida”.

31 Recozimento O recozimento é o tratamento térmico que tem por finalidade eliminar a dureza de uma peça temperada ou normalizar materiais com tensões internas resultantes do forjamento, da laminação, trefilação etc.

32 Tipos de recozimento Recozimento para eliminar a dureza de uma peça temperada. Recozimento para normalizar a estrutura de um material.

33 Fazes do recozimento 1ª Fase: 2ª Fase:
Aquecimento – A peça é aquecida a uma temperatura que varia de acordo com o material a ser recozido (entre 500ºC e 900ºC). 2ª Fase: Manutenção da temperatura – A peça deve permanecer aquecida por algum tempo na temperatura recomendada para que as modificações atinjam toda a massa da mesma.

34 Fazes do recozimento 3ª Fase:
Resfriamento – O resfriamento deve ser feito lentamente, tanto mais lento quanto maior for a porcentagem de carbono do aço. No resfriamento para recozimento adotam-se os seguintes processos: 1 - Exposição da peça aquecida ao ar livre. (Processo pouco usado). 2 - Colocação da peça em caixas contendo cal, cinza, areia ou outros materiais. 3 - Interrompendo-se o aquecimento, deixando a peça esfriar dentro do próprio forno.

35 Efeitos do recozimento no aço
Elimina a dureza de uma peça temperada anteriormente, fazendo-se voltar a sua dureza normal. Torna o aço mais homogêneo, melhora sua ductilidade tornando-o facilmente usinável.

36 Cementação Muitas peças de mecânica necessitam ter elevada dureza externa para resistirem ao desgaste; entretanto, internamente precisam permanecer “moles”, para suportarem solavancos.

37 Cementação A cementação é um tratamento que consiste em aumentar a porcentagem de carbono numa fina camada externa da peça. Após a cementação tempera-se a peça; as partes externas adquirem elevada dureza enquanto as partes internas permanecem sem alterações.

38 Cementação A cementação é feita aquecendo-se a peça de aço de baixo teor de carbono, junto com um material rico em carbono (carburante). Quando a peça atinge alta temperatura (750ºC a ºC) passa a absorver parte do carbono do carburante. Quanto mais tempo a peça permanecer aquecida com o carburante, mais espessa se tornará a camada.

39 Fases da cementação 1ª Fase: Aquecimento
Cementação em caixa: as peças são colocadas em caixas juntamente com o carburante, fechadas hermeticamente e aquecidas até a temperatura recomendada. Cementação em banho: As peças são mergulhadas no carburante líquido aquecido, através de cestas ou ganchos.

40 Fases da cementação 2ª Fase: 3ª Fase:
Manutenção da temperatura – O tempo de duração desta fase varia de acordo com a espessura da camada que se deseja e da qualidade do carburante utilizado. (0,1mm a 0,2mm por hora). 3ª Fase: Resfriamento – A peça é esfriada lentamente dentro da própria caixa. Após a cementação as peças são temperadas.

41 Nitretação É um processo semelhante à cementação, que se faz aquecendo o aço a uma temperatura de 500ºC a 525ºC na presença de um gás denominado Nitrogênio. Após algum tempo, obtém-se uma fina camada, extremamente dura, não havendo necessidade de se temperar a peça.