5prbz – Processos de Fabricação Aula_01

5PRBZ PROCESSOS DE FABRICAO MECNICA

ANASTCIA EVANGELINA DA FONSCA SANTOS, DSc.

5PRBZ PROCESSOS DE FABRICAO

Ementa:

A disciplina capacitar o aluno, atravs dos conhecimentos adquiridos em sala e em visitas tcnicas realizadas, a identificar os diferentes processos de fabricao mecnica, seus equipamentos, layout, dimenses, assim como as alternativas para a fabricao de um determinado produto, a partir das tolerncias e ajustes desejados, caractersticas mecnicas e limitaes do processo. Estar em condies de avaliar os custos de fabricao de um determinado processo e suas vantagens e desvantagens em relao um ao outro. Estar apto tambm para avaliar os impactos ambientais de um processo ou outro e algumas alternativas de minimiz-los.


Objetivo:

Propiciar ao aluno uma viso dos processos de fabricao tpicos utilizados pela indstria, bem como introduzir conceitos de aspectos econmicos de fabricao.

Apresentar os principais ensaios mecnicos utilizados na indstria. Discutir as relaes entre processos de fabricao, estrutura dos materiais e seu comportamento mecnico em servio.

Realizar concluses tcnicas a partir de interpretao dos grficos e resultados obtidos de cada ensaio.


Contedo:

1. Viso geral dos processos de fabricao mecnica

2. Classificao dos processos de fabricao

3.Tolerncias e ajustes

4. Processos de moldagem: fundio e metalurgia do p

5.Processos de conformao: laminao, forjamento, extruso, trefilao, estampagem

6. Processos de usinagem: torneamento, aplainamento, furao, fresamento, retificao

7. Processos de juno: soldagem

8. Processos de tratamentos trmicos e superficiais

9. Economia e Meio Ambiente relacionados aos processos de fabricao

5PRBZ PROCESSOS DE FABRICAO-PROVAS

SEGUNDA-FEIRA - ENHENHARIAS

30/03 AP1

08/06 AP2

15/06 SUBS.(Substitutiva)

29/06 EF

QUARTA-FEIRA MANUTENO INDUSTRIAL

AP1 - 01/04

AP2 - 10/06

SUBS - 17/06

EF - 01/07

VISO GERAL DOS PROCESSOS DE FABRICAO

Introduo: A transformao dos metais e ligas metlicas em peas de

uso industrial pode ser realizada por intermdio de inmeros processos, a maioria dos quais tendo como ponto de partida o metal lquido ou fundido, que derramado no interior de uma forma (molde), cuja cavidade conformada de acordo com a pea que se deseja produzir.

A forma da cavidade do molde -> Forma definitiva da pea ou pode passar por um processo de conformao mecnica, no estado slido, com que so obtidas novas formas das peas.


Fenmenos que ocorrem durante a solidificao:

Cristalizao

Contrao de volume

Concentrao de impurezas

Desprendimento de gases


Cristalizao:

Consiste no aparecimento das primeiras clulas cristalinas

unitrias, que servem como ncleos para o posterior desenvolvimento ou crescimento dos cristais, dando finalmente, origem aos gros definitivos e estrutura granular tpica dos metais.


Cristalizao: Esse crescimento dos cristais no se d, na realidade, de maneira

uniforme, ou seja, a velocidade de crescimento no a mesma em

todas as direes variando de acordo com os diferentes eixos

cristalogrficos.

Figura a: Dendrita originada na solidificao Figura b: Aspecto tpico da seo de um

lingote durante a solidificao Figura c: Efeito dos cantos na cristalizao


Contrao de volume: Os metais, ao solidificarem, sofrem uma contrao. Na

realidade, do estado lquido ao slido, trs contraes so verificadas: Contrao lquida corresponde ao abaixamento da temperatura

at o incio da solidificao.

Contrao de solidificao corresponde a variao de volume que ocorre durante a mudana do estado lquido para slido.

Contrao slida corresponde variao de volume que ocorre j no estado slido, desde a temperatura final de solidificao at a temperatura ambiente.


Contrao de volume:

A contrao depende da liga considerada (aos fundidos: 2,18-2,47%;

ferro fundido: 1-1,5%; Ni e ligas de Cu-Ni: 8-9%).

A contrao d origem a uma heterogeneidade conhecida

como vazio ou rechupe.


Contrao de volume: Figura 2a metal no estado lquido

Figura 2b a solidificao tem incio na periferia, onde a temp. mais baixa, e propaga-se em direo ao centro.

Figura 2c final da solidificao

Figura 2d contrao slida (h uma diminuio nas dimenses da pea solidificada).

Os vazios podem tambm localizar-se no interior das peas (prximos superfcie, porm invisvel externamente)


Contrao de volume: Os vazios ou rechupes podem ser controlados ou eliminados usando

recursos adequados (veja figura)

Figura-a exemplo de controle do rechupe na fundio de um lingote.

Coloca-se sobre o topo da lingoteira uma pea

postia de material refratrio, denominada

cabea quente ou massalote. Essa pea, por

ser de material refratrio retm o calor por

mais tempo, e assim corresponder a seo

que solidifica por ltimo. Nesta pea ir formar

o rechupe.

Figura b exemplo de controle do rechupe na fundio de uma pea O molde projetado de modo a proporcionar um fluxo de metal lquido da seo

mais grossa para a menos espessa. Nesse caso, o alimentador fica suprido de

excesso de metal lquido, concentrando-se nele o rechupe.


Contrao de volume: Outros inconvenientes da contrao na solidificao:

Aparecimento de trincas quente

Aparecimento de tenses residuais

Ambos podem ser controlados

por um projeto adequado da

pea. As tenses podem ser

eliminadas por tratamento

trmico.


Concentrao de impurezas: Algumas impurezas comportam-se de maneira diferente, conforme o

estado em que se encontra o metal (slido ou lquido). Certas

impurezas so menos solveis no estado slido ou no estado lquido.

No caso de uma impureza ser menos solvel no estado slido, estas

vo acompanhando o metal lquido remanescente a medida que a

solidificao se processa, indo acumular-se na ltima seo solidificada.

A concentrao de impurezas constitui o fenmeno conhecido como

segregao.


Concentrao de impurezas: Inconveniente da segregao:

O material apresenta composio qumica no uniforme e consequentemente

propriedades mecnicas diferentes.

As zonas segregadas geralmente localizam-se no interior da pea, onde as

tenses so mais baixas, no constituindo um problema srio.

A segregao pode ser minimizada pelo rigoroso controle da composio

qumica e/ou da velocidade de resfriamento.


Desprendimento de gases: Ocorre principalmente nas ligas Fe-C.

O O2 dissolvido no Fe tende a combinar-se com o C formando gases como CO e CO2, que escapam facilmente para a atmosfera enquanto a liga estiver no estado lquido.

A medida que a temperatura decresce para a solidificao, a viscosidade da massa lquida diminui, dificultando a fuga dos gases. Esses gases ficam retidos nas proximidades da superfcie das peas, na forma de bolhas.

Em aos baixo carbono as bolhas no so prejudiciais, j que nas temperaturas de conformao mecnica, as bolhas tm suas paredes soldadas.

Em aos alto carbono, adicionam-se desoxidantes (Al, Si, Mn) que formam xidos slidos com o O2, impedindo que este reaja com o C.


COMO FABRICAR?


1. Removendo material...

2. Redistribuindo material...

3. Unindo partes

COMO FABRICAR?


COMO FABRICAR REMOVENDO MATERIAL?

Bloco de dimenses maiores

que a pea final

Retirar material excedente at se chegar na geometria

e dimenses finais


COMO FABRICAR REMOVENDO MATERIAL?

Material com VOLUME parecido

com o da pea final

Moldar o material at se chegar

na geometria e dimenses finais

Estado slido


COMO FABRICAR UNINDO PARTES?

Mais de uma parte onde cada

uma delas possui volume menor

que a pea final

Faz-se a unio das partes para

se chegar na geometria

e dimenses finais

Unindo partculas


COMO FABRICAR?


Usinagem

Conformao

Metalurgia

do p

Soldagem

Fundio


Usinagem

Processo de fabricao onde

se obtm a pea atravs da

remoo de material de um

bloco de maior dimenso

Geralmente realizado no

estado slido mas pode

tambm ser realizado no estado

lquido (p. ex.: eletroeroso)

FABRICAO DE COMPONENTES



Usinagem




moldagem de um bloco no

estado slido

Este processo pode ser realizado

com a pea aquecida ou

em temperatura ambiente

Conformao




Conformao




moldagem de um metal no

estado lquido

A moldagem geralmente

realizada vazando-se o metal

lquido numa cavidade com

geometria equivalente

ao negativo da pea Fundio



Fundio



Soldagem



unio de subsees

Este processo realizado

geralmente com fuso na

regio onde as subsees

sero unidas




Soldagem



Metalurgia

do p



unio de partculas

Este processo realizado

geralmente com a moldagem

do p e posterior aquecimento

abaixo do ponto de fuso

da liga metlica

VISO GERAL DOS PROCESSOS DE FABRICAO FABRICAO DE COMPONENTES

Metalurgia

do p


Processo de Fundio

Processos de Fabricao - Introduo

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