Em Aula Processos Aula1

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO MARANHÃOE TECNOLOGIA DO MARANHÃO

ENGENHARIA INDUSTRIAL MECÂNICAENGENHARIA INDUSTRIAL MECÂNICA

Processos de Fabricação

AULA 1AULA 1

Professor:Waldemir dos Passos Martins

l @ h b©2005 by Pearson Education 16-1

[email protected]@ifma.edu.br

PROCESSOS DE FABRICAÇÃOÇ

B Hi tó iBreve HistóricoO d f ã â i i i é hi ó iOs processos de conformação mecânica tiveram sua origem na pré-história.

4.000AC os homens das cavernas empregavam ouro e cobre nativos e meteoritos ricos em ferro, sem fundi-los, para a confecção de pequenos artefatos metálicos.

Este metais eram martelados para adquirirem a forma desejada e endurecerem (encruarem)endurecerem (encruarem).

Deste esse tempo até a atualidade os processos de conformação mecânical í it tã t ti t t d tilievoluíram muito e estão presentes em praticamente tudo que utilizamos.

Atualmente, são fabricados desde pequenas peças como agulhas e pregos

©2005 by Pearson Education 16-2até navios, onde as chapas utilizadas são feitas por conformação mecânica.


C t í tiCaracterísticas1 lt t i d t i l t é d f li d f t1. alteram a geometria do material através de forças aplicadas por ferramentas

adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes cilindros,

como os empregados na laminação.

2. Em função da temperatura e do material utilizado a conformação mecânica pode

ser classificada como: trabalhotrabalho aa frio,frio, aa mornomorno ee aa quentequente.. Cada uma destas

classificações fornecera características especiais ao material e à peça obtida.

3. Estas características serão funçãofunção dada matériamatéria prima utilizada como composiçãocomposição

químicaquímica ee estruturaestrutura metalúrgicametalúrgica (Natureza, Tamanho, forma e distribuição dasqq gg ( ç

fases presentes) e das condiçõescondições impostasimpostas pelopelo processoprocesso tais como o tipotipo ee

oo graugrau dede deformação,deformação, aa velocidadevelocidade dede deformaçãodeformação ee aa temperaturatemperatura emem queque

©2005 by Pearson Education 16-3

oo graugrau dede deformação,deformação, aa velocidadevelocidade dede deformaçãodeformação ee aa temperaturatemperatura emem queque

oo materialmaterial éé deformadodeformado..


C t í tiCaracterísticasConfo maçãoConfo mação é o p ocesso mecânico onde se obtém peças at a és daConformaçãoConformação é o processo mecânico onde se obtém peças através da

Compressão de Metais sólidos em Modes, utilizando a Deformaçãoplástica da matéria-prima para o preenchimento das cavidades dos moldes.p p p pO processo pode ou não ser executado com o Aquecimento da materia-prima, para facilitar o processo ou para modificar as característicasmecânicas da peça finalmecânicas da peça final.

Com a conformaçãoconformação aa quentequente pode-se conformar peças com menosgasto de energia (mais produtividade) e não tornando necessário umgasto de energia (mais produtividade) e não tornando necessário umtratamento térmico, pois a conformação a quente á feita com temperaturasacima do ponto critico do diagrama ferro-carbono, logo a essa temperatura aestrutura se recristaliza simultaneamente com deformação sofrida.

Na conformaçãoconformação aa friofrio temos a vantagem de ter um melhor acabamento

©2005 by Pearson Education 16-4final na peça, e o material da peça fica encruado, isso ajuda a aumentar aresistência mecânica, mas diminui a ductilidade.


P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosO ferroO ferroO ferro não é encontrado puro na natureza. Encontra-se geralmente combinado com outros elementos formando rochas as quais dá-se o nome de MINÉRIO.

Minério de ferroO minério de ferro é retirado do subsolo, porém muitas vezes é encontrado exposto f d d d i t h (Fi 1)formando verdadeiras montanhas. (Fig. 1)



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosO principais minérios de ferro são a Hematita e MagnetitaO principais minérios de ferro são a Hematita e Magnetita.Para retirar as impurezas, o minério é lavado, partido em pedaços menores e em seguida levados para a usina siderúrgica. (Fig. 2)



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosObtenção do ferro gusaNa usina, o minério é derretido num forno denominado ALTO FORNO.No alto forno já bastante aquecido o minério é depositado em camadas sucessivasNo alto forno, já bastante aquecido, o minério é depositado em camadas sucessivas, intercaladas com carvão coque (combustível) e calcário (fundente). (Fig. 3)

Estando o alto forno carregado por meio de dispositivo especial injeta se ar em seuEstando o alto forno carregado, por meio de dispositivo especial injeta-se ar em seu interior. O ar ajuda a queima do carvão coque, que ao atingir 1200ºC derrete o minério. (Fig.4)

O ferro ao derreter-se deposita-se no fundo do alto forno. A este ferro dá-se o nome de FERRO-GUSA ou simplesmente GUSA.

As impurezas ou escórias por serem mais leves, flutuam sobre o ferro gusa derretido. (Fig. 5)



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais Metálicos



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosAtravés de duas aberturas especiais, em alturas diferentes são retiradas, primeiro aescória e em seguida o ferro-gusa que é despejado em panelas chamadasCADINHOS. (Fig. 6)( g )

O ferro-gusa derretido é levado no cadinho e despejado em formas denominadaslingoteiras. Uma vez resfriado, o ferro-gusa é retirado da lingoteira recebendoo nome de LINGOTE DE FERRO GUSA. (Fig. 7)

A seguir são armazenados para receberem novos tratamentos, pois este tipo def t f é d f ã d ã ãferro, nesta forma, é usado apenas na confecção de peças que não passarão porprocessos de usinagem.

Ferro fundidoFerro fundidoÉ uma liga de ferro - carbono que contém de 2 a 4,5% de carbono. O ferro fundido éobtido diminuindo-se a porcentagem de carbono do ferro gusa. É portanto um ferrod d f ã


de segunda fusão.





P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosEtapas da Produção Etapas da Produção

do Ferro Gusado Ferro Gusa



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosA fusão de ferro gusa, para a obtenção do ferro fundido, é feita em fornosg , p ç ,apropriados sendo o mais comum o forno “CUBILÔ”. (Fig. 9)

O ferro fundido tem na sua composição maior porcentagem de ferro, pequenaporcentagem de carbono, silício, manganês, enxofre e fósforo.

Tipos de ferro fundidoOs tipos mais comuns de ferro fundido são o ferro fundido cinzento e o ferro fundidoOs tipos mais comuns de ferro fundido são o ferro fundido cinzento e o ferro fundidobranco.Ferro fundido cinzentoCaracterísticas:• Fácil de ser fundido e moldado em peças. (Fig. 10)• Fácil de ser trabalhado por ferramentas de corte. (Fig. 11)( g )• Absorve muito bem as vibrações, condição que torna ideal para corpos demáquinas. (Fig. 12)• Quando quebrado sua face apresenta uma cor cinza escura,devido o carbono se


Quando quebrado sua face apresenta uma cor cinza escura,devido o carbono seencontrar combinado com o ferro, em forma de palhetas de grafite.

• Porcentagem de carbono variável entre 3,5% a 4,5%.





P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosFerro fundido brancoFerro fundido branco

Características:• Difícil de ser fundido• Difícil de ser fundido.• Muito duro, difícil de ser usinado, só podendo ser trabalhado com ferramenta decorte especiais.É d ij it i tê i d t• É usado apenas em peças que exijam muito resistência ao desgaste.

• Quando quebrado, sua face apresenta-se brilhamte, pois o carbono apresenta-setotalmente combinado com o ferro.

• Porcentagem de carbono variável entre 2% e 3%.

O ferro fundido cinzento, devido às suas características, têm grande, , gaplicação na indústria.

O ferro fundido branco é utilizado apenas em peças que requerem elevada


dureza e resistência ao desgaste.


P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosEtapas da Produção Etapas da Produção

do açodo aço



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosAçoç

O aço é um dos mais importantes materiais metálicos usados na indústriamecânica.

É usado na fabricação de peças em geral.

Obtém-se o aço abaixando-se a porcentagem de carbono do ferro gusa.

A porcentagem de carbono no aço varia entre 0,02% a 1,8%.

Principais características do aço:p çPode ser trabalhado com ferramenta de corte;1. Pode ser curvado;2 Pode ser dobrado;2. Pode ser dobrado;3. Pode ser forjado;4. Pode ser soldado;5 Pode ser laminado;


5. Pode ser laminado;6. Pode ser estirado(trefilado);7. Possui grande resistência mecânica.








P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosHá duas classes gerais de aços:Há duas classes gerais de aços:osos açosaços aoao carbonocarbono ee osos açosaços especiaisespeciais ouou açosaços--ligaliga..

AçoAço aoao carbonocarbonoçoço aoao ca bo oca bo oSão os que contém além do ferro, pequenas porcentagens de carbono, manganês,silício, enxofre e fósforo.Os elementos mais importantes do aço ao carbono são o ferro e o carbono OOs elementos mais importantes do aço ao carbono são o ferro e o carbono. Omanganês e silício melhoram a qualidade do aço, enquanto que o enxofre e ofósforo são elementos prejudiciais.F É l t bá i d liFerro - É o elemento básico da liga.Carbono - Depois do ferro é o elemento mais importante do aço. A quantidade decarbono define a resistência do aço.

Exemplo: Um aço com 0,50% é mais resistente que um aço com 0,20% de carbono.Além disso, os aços com porcentagem acima de 0,35% de carbono podem serendurecidos por um processo de aquecimento e resfriamento rápido denominado


endurecidos por um processo de aquecimento e resfriamento rápido denominadotêmpera.



Aços especiais ou aços-ligas

D id à id d i d t i i i iê i l àDevido às necessidades industriais, a pesquisa e a experiência levaram àdescoberta de aços especiais, mediante a adição e a dosagem de certoselementos no aço ao carbono.

Conseguiram-se assim aços-liga com características tais como resistência à traçãoe à corrosão, elasticidade, dureza, etc., bem melhores que a dos aços ao carbonocomuns.

Conforme as finalidade desejadas, adiciona-se ao aço-carbono um ou mais dosi t l t í l ê t tê i b lt ádiseguintes elementos: níquel, cromo, manganês, tungstênio, cobalto, vanádio,

silício, molibdênio e alumínio.



P t d M t i i M táliProcessamento dos Materiais MetálicosEtapas deEtapas deEtapas de Etapas de

Acabamento do açoAcabamento do aço



Escolha Adequada dos Processos de FabricaçãoEscolha Adequada dos Processos de Fabricação

Não perca nossa próxima aulaNão perca nossa próxima aulaNão perca nossa próxima aulaNão perca nossa próxima aula


Documents

Em Aula Processos Aula1