Conformação Mecânica LAMINAÇÃO.

Apresentação em tema: "Conformação Mecânica LAMINAÇÃO."— Transcrição da apresentação:

1 Conformação Mecânica LAMINAÇÃO

2 Processo de conformação mecânica que consiste
passagem de um material entre cilindros que giram em sentido contrário, alterando suas dimensões e formas. na Podem ser produzidos produtos planos e não-planos através deste processo. Y (ND = direção normal à de laminação) X (RD = direção de laminação) Z (TD = direção transversal à de laminação)

3 • A passagem do material pelos cilindros se dá através da força
de atrito que atua entre as superfícies do material e dos cilindros. Essa força é proporcional ao coeficiente de atrito entre o material e os cilindros e contato. • Anisotropia: Após a laminação, o material usualmente fica “com textura”: Percebe-se uma diferença entre a forma dos grãos e também entre as propriedades mecânicas em distintas orientações do material em relação à direção de laminação. à força normal na superfície de Fonte: Esquema mostrando a forma dos grãos em diferentes orientações em relação à de laminação (RD).

4 Exemplo de anisotropia:
Efeito da orientação do corpo de prova nas propriedades (em tração) de uma liga de magnésio, submetida à compressão em diferentes temperaturas, após laminação. Adaptado de Man e al Laminação: características Anisotropia nas propriedades mecânicas Metodologia Microestruturas resultantes de acordo com a temperatura Como laminado Compressão 350 0C Compressão 400 0C Compressão 500 0C Transversal à Direção de Laminação (TD) 30 m 30 m 30 m 30 m Direção de Compressão Direção de Laminação (RD)

5 Laminação a quente A operação inicial dos lingotes, conhecida como
laminação de desbaste, é realizada a quente (no laminador desbastador), pois dessa forma pode-se obter grandes reduções de seções transversais, uma vez que se trabalha a temperaturas acima da temperatura de recristalização do material. Observação: na produção contínua de lingotes (lingotamento contínuo), se produzem placas diretamente da máquina, evitando-se uma série de operações de laminação.

6 Laminação a quente

7 Esquema da evolução microestrutural de um material
Laminação a quente Fonte: Esquema da evolução microestrutural de um material sendo laminado a quente.

8 Laminação a frio Normalmente utilizada nas operações finais (de
acabamento). Comparada com a laminação a quente, são obtidas menores reduções de seção transversal, mas melhores propriedades mecânicas (maiores resistências) e melhor acabamento superficial (utiliza cilindros mais lisos e, além disso, como não são utilizadas temperaturas elevadas, não há formação de óxidos superficiais), assim como grande precisão dimensional.

9 Microestruturas típicas obtidas após a laminação a
Laminação a frio Microestruturas típicas obtidas após a laminação a frio de um aço austenítico. Após o mesmo grau de deformação, as amostras foram recozidas durante 30 min em temperaturas de : (a) 600 0C; (b) 700 0C; 900 0C. (c) 800 0C; (d) De acordo com Shakhova et al

10 mecânicas resultantes em um aço.
Laminação: controle da microestrutura final Esquema mostrando etapas de laminação efetuadas em diferentes temperaturas para otimizar a microestrutura e propriedades mecânicas resultantes em um aço. (Tnr=temperatura de não-recristalização). De acordo com Gorni & Mei (2003).

11 Laminadores São constituídos basicamente por: •
Cilindros (de ferro fundido coquilhado ou aço endurecido superficialmente); Mancais (suportam os cilindros); superficialmente • Carcaça (gaiola ou quadro) para fixar os elementos; Motor (fornece potência aos cilindros e controla a velocidade de rotação).

12 Laminadores: tipos Laminador duo: composto por dois cilindros.
Pode ser classificado como: -Laminador duo não-reversível: material só pode ser laminado em um sentido (sentido do giro dos cilindros não pode ser invertido) -Laminador duo reversível: a inversão da rotação dos cilindros permite que a laminação ocorra nos dois sentidos de passagem entre os rolos.

13 Laminadores: tipos Laminador trio: composto cilindros. por três Os cilindros sempre giram no mesmo sentido. Porém, o material pode ser laminado nos dois sentidos, passando-o alternadamente entre o cilindro superior e o intermediário e entre o intermediário e o inferior.

14 Laminador quádruo (pode ser reversível ou
Laminadores: tipos Laminador quádruo (pode ser reversível ou não); utilizado para a laminação de materiais finos. Como os cilindros de trabalho são de pequeno diâmetro,eles podem fletir em operação, e devem então ser apoiados por cilindros de encosto. Laminador agrupado: quando os cilindros de trabalho são muito finos, podem fletir tanto na direção vertical quanto na horizontal e devem ser apoiados em ambas as direções; um deste tipo de laminador é o Sendzimir. Com ele podem ser produzidas folhas de aço inox com espessuras entre 5 e 50 m.

15 •Trem de laminação: série de laminadores; para
Laminadores: tipos •Trem de laminação: série de laminadores; para produção em larga escala. Cada cadeira produz uma redução diferente, com sincronismo de velocidades. Esquema da laminação de tiras em um laminador contínuo de quatro cadeiras.

16 •Laminador planetário: reduz a quente uma placa diretamente para uma
Laminadores: tipos •Laminador planetário: reduz a quente uma placa diretamente para uma fita em um único passe através do laminador. Arranjo dos rolos em um laminador planetário: par de rolos pesados de apoio envolvido por um grande número de rolos planetários.

17 Laminação de Tubos Com costura Sem costura é é produzido através
•Chapa laminada dobrada e então soldada. é Sem costura •Diâmetro interno é produzido através mandril. da passagem de um

18 Laminação de Barras e Perfis
• São utilizados rolos ranhurados para transformar lingotes em barras de seção circular e hexagonal e perfis estruturais como vigas em I, calhas e trilhos. A laminação é realizada a quente. A seção transversal do metal é reduzida em suas direções; entretanto, em cada passe o metal é normalmente comprimido em uma direção (no passe subseqüente é girado em 90o). •

19 Laminação: barras e perfis Laminação de barras e perfis estruturais

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21 Laminação de Roscas • Maior aproveitamento de material, maior
produtividade e melhores propriedades mecânicas das roscas quando comparado à usinagem. Esquema do processo de laminação de roscas

22 Vantagens da laminação
• Possibilidade de produção de placas, chapas, diferentes barras e perfis Alta produtividade Bom a excelente controle dimensional tiras e • Boas a excelentes propriedades mecânicas dos produtos obtidos

23 Relação de contato na laminação h = h0 + 2R
Relação de contato na laminação h = h0 + 2R.(1-cos), para  pequenos, cos() = 1- 2/2 e h0 = h + R.2 , onde o arco ld = (R . h)

24 Deformação na laminação

25 Condições de Agarre

26 Força de Laminação

27 Bibliografia • M.P. Groover, Fundamentals of modern manufacturing. 4th ed., New Jersey, Prentice Hall, 2010. • Mechanical Metallurgy (SI Metric Edition). George E. Dieter. McGraw-Hill. 2001. • W. Callister Jr. Fundamentals of materials science and engineering. • L. Van Vlack. Princípios de ciências dos materiais. Editora Edgar Blücher. 1981. • J. Ma, X. Yang, H. Sun,Q. Huo, J.Wang, J. Qin. Anisotropy in the mechanical properties of AZ31 magnesium alloy after being compressed at high temperatures (up to 823 K). Materials Science & Engineering A 584 (2013) • I. Shakhova, V. Dudko, A. Belyakov, K. Tsuzaki, R. Kaibyshev. Effect of large strain cold rolling and subsequent annealing on microstructure and mechanical properties of an austenitic stainless steel. Materials Science and Engineering A 545 (2012) • A.A. Gorni, P.R. Mei. Aços alternativos ao HY-80 sem a necessidade de aplicação de têmpera e revenido. REM: R. Esc. Minas, Ouro Preto, (2003) p

28 Bibliografia Slides de: Prof. Cíntia Mazzaferro – UFRS.
Cálculo de Laminação, Schaefer, Lírio, Conformação Mecânica, 2ª edição, Imprensa Livre, 2004.