Conceitos de Extrusão, Notas de aula de Engenharia Metalúrgica

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Maria Aparecida Pinto DEMET

Escola de Minas

UFOP

EXTRUSÃO

Maria Aparecida Pinto DEMET

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UFOP A extrusão é um processo de conformação plástica que consiste em fazer passar um metal, colocado dentro de um container, pela abertura existente no meio de uma ferramenta, colocada na extremidade do recipiente, por meio da ação de compressão de um pistão, com auxílio de uma prensa.

EXTRUSÃO - DEFINIÇÃO

Ilustração do processo de extrusão direta.

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UFOP - Indústria de Construção Civil: portas, janelas, dentre outras; - Indústria Automotiva: c aminhões, ônibus, carretinhas, dentre outros; - Indústria Moveleira: m esas, cadeiras de praia, armários, portas, dentre outros; - Indústria Eletro-Eletrônica: trocadores de calor, fios e cabos; - Indústria Metal-Mecânica: barras em formatos maciços para a usinagem de peças diversas, na Indústria Naval (estrutura para barcos, mastros, etc.); - Indústria Aeronáutica: peças de avião, suporte de poltronas, etc.; - Indústria Armamentos: peças variadas de armas, corpo de pistolas, etc.

APLICAÇÕES

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UFOP A extrusão é classificada como processo de compressão indireta , pois são as paredes internas da ferramenta que provocam a ação de compressão sobre o tarugo (devido à reação à pressão exercida pelo pistão ).

CONCEITOS INICIAIS

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UFOP Ao passar através da matriz, o corpo adquire o perfil da seção transversal do furo da ferramenta. De modo geral, os produtos da extrusão são perfis, tubos e barras. O processo de extrusão também pode ser empregado na fabricação de tubos sem costura. Praticamente qualquer forma de seção transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. Como a geometria da matriz permanece inalterada , os produtos extrudados têm seção transversal constante.

CONCEITOS INICIAIS

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Produtos Extrudados

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UFOP Geralmente são extrudadas ligas não-ferrosas (Al, Mg, Cu), devido às baixas resistências ao escoamento e das baixas temperaturas de extrusão, embora também possam ser extrudados alguns aços comuns e inoxidáveis. Deve-se ter cuidado com estes materiais de maior resistência e pontos de fusão mais elevados, porque eles podem se soldar à parede do container, inconveniente que somente pode ser evitado com a prevenção do contato direto metal-metal. Novos tipos de lubrificantes, ativos em temperaturas e pressões elevadas, tem permitido extrudar tais materiais.

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CONCEITOS INICIAIS

O esforço de compressão é exercido por meio de um êmbolo que empurra o metal contra uma matriz que possui um orifício com a forma do perfil que se deseja fabricar. Embora existam várias maneiras de realizar o processo, ele pode ser comparado ao efeito de se apertar um tubo de creme dental. A tensão aplicada, portanto, tem que superar, em muito, a tensão de escoamento do metal, para permitir um fluxo regular e contínuo de produto através da matriz.

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UFOP Alto nível de atrito:  Escoamento concentrado no centro;  Plano de cisalhamento interno;  Superfície do tarugo resfriada por container frio;  Fina camada externa do tarugo permanece aderida ao container.

CONCEITOS INICIAIS

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UFOP Matéria-prima: tarugos (laminados ou de lingotamento contínuo) ou barras. Para os metais não-ferrosos comuns, é usual a utilização do processo de extrusão , ao invés do processo de laminação, para a obtenção dos perfis de formas variadas , apesar da limitação do comprimento do produto obtido. A fabricação de tubos pelo processo de extrusão tem se tornado mais econômica e competitiva que a laminação para comprimentos relativamente curtos e em pequenas quantidades.

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PRODUTOS EXTRUDADOS

 A classificação dos produtos extrudados é realizada de acordo com a forma da seção transversal.  Os produtos são: barras (redondas, quadradas, hexagonais, etc.), arames, tubos e perfis (ocos ou maciços) de formas diversas;  Os materiais metálicos mais comumente extrudados são o alumínio, o cobre e suas ligas , mas, outros metais não- ferrosos, podem ser também extrudados.  Tubos e barras de aço podem ser produzidos pelo processo de extrusão, mas isso ocorre de forma limitada pelas dificuldades operacionais.

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UFOP Esses materiais (aços-carbono, aços inoxidáveis e alguns aços- liga) exigem elevadas temperaturas e pressões de trabalho que criam dificuldades de lubrificação e, em consequência, impõem baixas velocidades de trabalho e pequenas reduções. Produtos mais comuns: quadros de janelas e portas, trilhos para portas deslizantes, barras e tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas.

PRODUTOS EXTRUDADOS

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EXTRUSÃO A QUENTE

 É feita em temperatura elevada para ligas que não tenham suficiente ductilidade à temperatura ambiente, de forma a reduzir as forças necessárias;  Grandes reduções de seção numa só etapa;  Engloba a maioria dos processos para obter produtos longos semiacabados (barras) e acabados (perfis e tubos).

TEMPERATURA DE TRABALHO

CLASSIFICAÇÃO

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TEMPERATURA DE TRABALHO

CLASSIFICAÇÃO