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O que é forjamento?
 
O forjamento é um processo de conformação mecânica, que resulta em uma mudança permanente nas dimensões finais e nas características metalúrgicas de uma peça. Ele deforma o material forjado por martelamento ou por prensagem e é usado para se obter produtos com alta resistência mecânica porque refina a estrutura metalúrgica do metal. Dependendo do tipo de processo adotado no forjamento, pode-se gerar mínima perda de material e uma boa precisão dimensional.
 
Diversas técnicas produtivas são adotadas para se conseguir forjar peças e melhorar as características metalúrgicas, algumas dessas técnicas são milenares, com baixo grau tecnológico, caras e demoradas e outras técnicas são de última geração e com elevado grau de automatização.
 
Nestas técnicas mais modernas é comum o uso de programas computacionais complexos, que proporcionam ganho de tempo e redução de disperdícios de energia e material, conhecidos como CAD/CAM, quando do estudo das deformações que o material irão sofrer no seu forjamento.
 
Forjamento por Martelamento
O forjamento por martelamento é feito aplicando-se pancadas (golpes ou batidas) rápidas e sucessivas no metal, aplicando pressão sobre a peças no momento em que existe o contato do martelo de forja e a peça metálica. Por sua vez, esta pressão é absorvida pelo metal que se deformando muito rapidamente.
 
No forjamento por martelamento são usados martelos de forja que aplicam golpes rápidos e sucessivos ao metal por meio de uma massa que varia de poucos quilos a várias toneladas, que cai de uma altura que varia de alguns centímetros a alguns metros. Este processo haje sobre as camadas mais externas do material, podendo ou não gerar pontos de tensão, que se não forem controlados podem gerar falhas. Exemplo de peças que são fabricadas por este processo são as Pontas de Eixo e os Virabrequins na Indústria Automotiva, outro exemplo, são as Pontas de Ganchos.
 
Quando as peças metálicas são forjadas procura-se alterar principalmente as propriedades de elasticidade e de plasticidade do metal.
Forjamento por Prensagem
No forjamento por prensagem o metal recebe uma força de compressão em baixa velocidade, diferente do processo anterior, e a pressão atinge seu grau máximo antes de ser retirada, de modo que até as camadas mais profundas da estrutura do material são atingidas, conformando-se mais homogeneamente e melhorando ainda as características metalurgicas.
 
 São usadas prensas hidráulicas para realizar esta função, onde as forças aplicadas podem ser absurdamente elevadas.
 
As operações de forjamento são realizadas a quente, em temperaturas superiores às de recristalização do metal. É importante que a peça seja aquecida uniformemente e em temperatura adequada. Esse aquecimento é feito em fornos de tamanhos e formatos variados, relacionados ao tipo de metal usado e de peças a serem produzidas e vão desde os fornos de câmara simples até os fornos com controle específico de atmosfera e temperatura, além disso, recentemente materiais metálicos estão sendo aquecidos por indução para serem forjados, onde o aquecimento é muito mais rápido e as alterações estruturais do metal, muito mais violentas, exigindo um cuidado no uso deste aquecimento muito maior. Alguns metais não-ferrosos podem ser forjados a frio.
 
Matrizes Abertas e Matrizes Fechadas
O forjamento para poder realizar suas operações, e a peça adquirir o formato final desejado, utiliza matrizes (ferramentas ou moldes). Estas matrizes devem ser especiais e com um elevado cuidado na sua fabricação, pois são elas que recebem todo o impacto e moldam a peça, suportando altas pressões de trabalho, tendo que aguentar enormes variações térmicas em ciclos produtivos contínuos e repetitivos, por milhares e até milhões de vezes. As matrizes de forjamento normalmente são feitas de aços especiais, recebem apurado tratamento térmico e muito caras. 
 
Matrizes Abertas
No forjamento em matrizes abertas as matrizes normalmente tem formatos de geometria básica e bem simples. Uma parte da matriz fica presa na parte superior do martelo de forja e a outra parte da matriz fica fixa na parte inferior do equipamento, não havendo nenhuma outra parte nas lateriais da peça que venha a restringir ou impedir a deformação, deixando este espaço livre para a deformação do metal. No forjamento em matrizes abertas da-se o golpe, vira-se a peça a 90º e volta-se a bater, quando for possível e o processo for por martelamento, quando for por prensagem a deformação ocorre um único aperto. São utilizadas para a produção de peças grandes e em lotes produtivos pequenos.
 
Matrizes Fechadas
No forjamento em matrizes fechadas, uma parte da matriz fica presa na parte de cima do martelo de forja e a outra parte fica fixa na parte de baixo do equipamento, só que neste caso, a matriz se fecha por completo quando forjamento ocorre, enclausurando completamente o metal que será forjado e o metal adquire a forma que foi esculpida na matriz, ou seja, ele recebe esforço e se deforma em todas as direções, inclusive nas lateriais, diferente do processo anterior.
 
Neste tipo de forjamento deixa-se uma região pré-determinada na matriz para receber o excesso de material que é deslocado para uma cavidade extra na matriz e posteriormente eliminado, este excesso de material chama-se de rebarba.
 
Este tipo de forjamento exige muito mais das matrizes, porque esforços são aplicados, sobre as mesmas, em todas as direções. Devido a essas condições de trabalho, é necessário que essas matrizes apresentem alta dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, alta resistência mecânica a quente e alta resistência ao desgaste. Este tipo de matriz é muito mais caro que o anterior.
 
Forjamento Matriz Aberta - 01:30
Forjamento Matriz Fechada - 00:10
 
Independente do tipo de forjamento ou do tipo de matriz adotado no processo de forjamento, o tratamento térmico de alívio de tensões da peça é obrigatório e isto se deve as tensões que ficam acumuladas na peça e aos esforços ao qual o metal é submetido, mas este tópico é tão importante que em alguns casos o próprio tratamento térmico deve ser realizado imediatamente após o forjamento, pois trincas espontâneas podem aparecer.
 
Nos aços inoxidáveis martensíticos, por exemplo, quando metal é forjado a elevadas temperaturas podem aparecer estruturas extremamente fragilizantes como as ferritas deltas, que se não forem corrigidas, com certeza ocasionarão falhas catastróficas imediatamente após o forjamento, as peças trincam sozinhas, sem esforço nehum. O tratamento térmico não serve somente para o alívio de tensões nas peças, mas também servem para a homogeinização metalúrgica estrutural, melhoria da usinabilidade e das propriedades mecânicas da peça final.

 

Fonte: www.metalmundi.com
 
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