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LAMINAÇÃO
Introdução:
A laminação consiste em reduzir a secção de um lingote ou barra de metal através da passagem do lingote entre dois cilindros que giram a mesma velocidade e em sentidos contrários, sendo que à distância entre os cilindros deve ser de espessura menor que a espessura inicial do lingote. Durante a laminação, as propriedades mecânicas do material são modificadas, tendo a resistência e a dureza aumentada e ductilidade diminuída. Os cilindros laminadores possuem uma geratriz retilínea, quando se trata de laminar produto plano, ou têm canais entalhados de forma a se alcançar o perfil desejado, quando se trata de laminar produto perfilado. Os produtos são puxados pelos cilindros sob o efeito das forças de atrito, que se originam em função da ação e reação da força normal aplicada na superfície de contato dos cilindros e no metal que está sob o efeito de laminação. Podemos prever inicialmente que o atrito tem papel importante na laminação. Ao passar pelos cilindros, o metal sofre deformação plástica e elástica; a espessura é reduzida e o comprimento e a largura são aumentados, sendo o aumento mais acentuado, no sentido da laminação. É importante destacar que em vários processos o comprimento é mantido constante por limitadores laterais, instalados nos laminadores. Podemos relacionar a deformação plástica dos metais, classificando o processo de deformação em trabalho a quente e trabalho a frio, em função de uma temperatura chamada de temperatura de recristalização.
Tipos de Laminação:
Laminação a quente : A temperatura de trabalho se situa acima da temperatura de recristalização do metal da peça, a fim de reduzir a resistência à deformação plástica em cada passagem e permitir a recuperação da estrutura do metal evitando o encruamento para os passes subseqüentes. A laminação a quente, portanto comumente se aplica a operações iniciais (operações de desbaste), onde são necessárias grandes reduções de seções transversais.
Laminação a frio : A produção de chapas ou bobinas laminadas a frio compreende inicialmente a deformação do aço a temperaturas abaixo do ponto crítico. Este ponto varia com o tipo de aço: 627°C para o ciclo de resfriamento e 727°C para o ciclo de aquecimento são temperaturas bastante representativas. A redução a frio é obtida pela deformação da estrutura cristalina e resulta numa elevação da resistência à tração, da dureza superficial, do limite elástico e em redução da ductilidade. A seguir, quando necessário, o material é submetido a recozimento (para restituir-lhe) e depois, a um passe de acabamento ou de encruamento, para uniformizar a superfície ou obter uma dureza para determinada e homogênea, em toda a área.
Qualidade e as barras:
A qualidade de um produto em si é a combinação entre as normas as especificações desse produto, no caso das barras de aço, ABNT, DIN, AFNOR, etc.
Qualidade e a Classificação:
Para um melhor aproveitamento da qualidade ela foi dividida em 3 níveis que são chamados de:
- Aços de Base : são aços comuns, não exigem nenhum requisito, nenhum cuidado particular.
- Aços Finos : são aços que precisam de cuidados particulares sob o ponto de vista estrutural, superficial e também não podem se romper facilmente.
- Aços Especiais : são destinados para o tratamento térmico, são compostos geralmente por elementos de liga e, é claro, exigem maiores preocupações.
Toda essa preocupação com a qualidade é para satisfazer o seu cliente e para garantir um produto final de boa qualidade.
Qualidade e o Processo de Fabricação:
Alguns defeitos são impossíveis de serem eliminados, como por exemplo os defeitos causados pela solidificação do aço. Mas é de muita importância conhecer todo o processo para controlar a qualidade do mesmo. Depois de pronta a peça algumas medidas devem ser tomadas para que a peça esteja dentro dos padrões. Dependendo da quantidade, do preço, é vantagem tentar recupera-las, mas no caso de uma indústria é preciso o defeito desde o início do processo.
Processo de laminação de chapas grossas:
As chapas grossas são laminados planos com espessura superior a 6,35 mm (1/4”), sendo este limite um pouco flexível, que possui uma gama de utilizações como: indústria naval, estruturas metálicas, vagões, reservatórios, caldeiras, tubulações e etc. As chapas são compostas de aço carbono e aços de baixa liga. O laminador de chapas grossas é quadruo reversível, ainda possui cadeira desbastadora de acabamento, o que permite elevado grau de automação, permitindo controle rigoroso de espessura. As placas usadas como matéria-prima para laminação de chapas grossas tem 20 toneladas.
Principais defeitos das chapas laminadas a quente:
O cilindro de laminação é fator de suma importância no processo, pois sua qualidade pode determinar o tempo até a próxima parada do equipamento de laminação, a qualidade do produto laminado e até mesmo evitar acidentes. Os cilindros para laminação a frio devem apresentar boa resistência ao desgaste, resistência à fadiga de contato, reistência à fratura e boa qualidade superficial, além de reistência a alguns fenômenos particulares do processo de laminação como por exemplo o banding e o lascamento. Para uma boa resistência ao desgaste, os cilindros devem conter estrutura metalográfica formada de matriz e carbonetos, ambos com alta dureza. Entertanto, uma matriz com boa tenacidade é necessária para poder evitar a ocorrência de trincas por fadiga de contato, este tipo de matriz é importante também para reter os carbonetos. No caso do acabamento superficial, além da retenção dos carbonetos, é necessário obter-se matriz e carbonetos com durezas parecidas, pois assim não ocorrerá desgaste excessivo de nenhuma das fases em relação a outra, o que promove uma superfície uniforme. Estas propriedades podem ser alcançadas através de uma boa combinação entre a composição química, tratamento térmico e processo de fabricação dos cilindros de laminação.
Produto Final:
A laminação a frio desenvolveu-se com a demanda por material com características mecânicas bem determinadas e às exigências cada vez maiores de uniformidade de bitola. Antes do trabalho a frio, é necessário remover a camada de óxido por meio da decapagem, com a finalidade de obter boa superfície no produto acabado. Através da laminação, o perfil obtido pode ser o definitivo e a peça resultante pronta para ser usada; por exemplo: trilhos, vigas, etc; ou o produto obtido corresponde ao de um produto intermediário a ser empregado em outros processos de conformação mecânica, como por exemplo, tarugos para forjamento, chapas para estampagem, etc. No Brasil, as mudanças introduzidas na produção de aço tem sido no sentido da redução de custos, produção de chapas mais finas e com melhores resistências mecânicas e conformabilidade, e com objetivo de apresentar maior competitividade e minimizar o avanço do emprego de alumínio, polímeros e compósitos.
FABIO ANDRÉ DOS S. MALHEIROS
FABIO NOBORU
LUIS FILLIPE
