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Aula 07 - Trefilação

Classificação Processos de FabricaçãoProcessos de Fabricação

Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco

Usinagem

Convencional Não convencional

Torneamento

Fresamento

Furação

Retificação

Jato D’água

Jato Abrasivo

Fluxo Abrasivo

Ultrasom

Conformação Mecânica

Soldagem

Fundição

Metalurgia do Pó

LaminaçãoForjamentoExtrusãoTrefilaçãoEstampagem

Objetivos:

Apresentar o processo de trefilação e suas características.

Identificar as partes de uma fieira.Conhecer os principais defeitos que podem

durante este processo.

Definição

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.

CaracterísticasA deformação plástica ocorre pelas tensões de

tração (responsáveis pela movimentação axial) e palas tensões de compressão proveniente da reação da matriz sobre o metal (responsáveis pela deformação radial).

A barra que deve ser trefilada é chamada de fio de máquina. Ela 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.

CaracterísticasA maioria da matéria-prima para o processo de

trefilação vem da laminaçãoDeve-se utilizar lubrificantes para facilitar o

processo de trefilaçãoO processo pode ser realizado a frio (metais CFC) ou

a quente (metais CCC ou HC)A área de redução da seção transversal de fios finos

varia entre 15 e 25 % e fios grossos entre 20 e 45 % (processo a frio)

CaracterísticasA passagem do fio pela fieira provoca a redução

de sua seção e, caso a operação ocorra a frio, haverá o encruamento do material com a alteração das suas propriedades mecânicas.

a) Recozido b) Encruado

Características

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

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

Etapas do processo de trefilação Laminação e usinagem para a produção do fio

máquina. Decapagem mecânica ou química que retira os

óxidos presentes na superfície do fio máquina. Trefilação Tratamento térmico (quando necessário)

Trefilação de tubos sem costura O processo de trefilação ser utilizado para reduzir o

diâmentro ou a espessura da parede de tubos sem costura. Para isso, geralmente faz-se o uso de um madril, como ilustrado abaixo:

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 matrizes.

Na trefilação de arames em passes múltiplos, a redução 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.

Tratamentos térmicos na Trefilação

1. Recozimento

2. Patenteamento

3. Têmpera e revenido

Tratamentos térmicos na Trefilação1. Recozimento:

Indicado para remover o encruamento Recomendado para materiais com baixo teor de

carbono (<0,25%). O tratamento é realizado geralmente entre 550-

650oC e resfriamento brando.

Tratamentos térmicos na Trefilação2. Patenteamento:

Recomendado para materiais com teor de carbono > 0,25%.

O tratamento consiste em austenitizar o material e resfria-lo de forma controlada de forma a produzir bainita que proporciona melhor combinação entre resistência e ductilidade.

Tratamentos térmicos na Trefilação3. 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 (~450 -550oC) e resfria-lo ao ar produzindo martensita revenida.

Tratamento de superfície na Trefilação1. Zincagem

Indicado para aumentar a resistência a corrosão 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

Teste seu conhecimento

1) Qual o tratamento utilizado para eliminar o encruamento num material trefilado?

Vídeo: 028 - O Segredo das Coisas - Fios Elétricos

Ferramental para trefilação A fieira é composta por 4 regiões como visto

abaixo:

α

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.

Ferramental para trefilação Região de entrada (a): tem como objetivo o

guiamento do material a ser trefilado e também facilitar o processo de lubrificação.

Ferramental para trefilação Região de trabalho (b): tem como objetivo deformar

plasticamente o material que está sendo trefilado, esta deformação ocorre pelo escoamento do material devido a limitação de diâmetro dada pela fieira. Os ângulos de trefilação (α) mais comuns estão entre 5 e 20 dependendo do tipo de material a ser trefilado.

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.

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 um leve aumento de diâmetro.

Teste seu conhecimento

2) Qual o tratamento utilizado para aumentar a resistência a corrosão de um arame farpado?

Defeitos de Trefilação

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

Defeitos da trefilação – Diâmetro irregular/escalonado Causado por partículas duras que ficam retidas na

fieira e posteriormente se desprendem.

Defeitos da trefilação – Fratura irregular com estrangulamento

Causada por esforço excessivo devido à lubrificação deficiente ou redução excessiva.

Defeitos da trefilação – Fratura com trinca aberta em duas partes

Causada por trincas de laminação.

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.

Teste seu conhecimento

3) Cite um defeito pode ocorrer no processo de trefilação?

SínteseTrefilação

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.

Temperaturas A Quente (materiais

CCC e HC); A Frio (materiais

CFC).

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 <http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf>.

3 - L. SCHAEFFER, Conformação Mecânica, Editora Imprensa Livre. 2. ed. Porto Alegre, 2004.

4 – Telecurso 2000. Processos de fabricação.