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Este trabalho apresenta o processo de trefilação mecânica, matérias-primas utilizadas, como a retirada de óxidos é essencial para a qualidade do produto final, os diferentes métodos de remoção de óxidos, a classificação do processo de trefilação, a importância das fieiras e os fatores que modificam o processo de trefilação. Além disso, discute-se os defeitos típicos e as propriedades dos produtos trefilados.
Tipologia: Notas de estudo
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Trabalho apresentado à disciplina de Processos de Fabricação Mecânica II, como requisito para compor nota da matéria.
Professor responsável: Prof. Ms. Carlos Alberto Monezzi Oliveira
A trefilação é um processo de conformação plástica, normalmente realizado a frio, para a obtenção de barras e arames, acabados e semi-acabados. Possui como matéria-prima, principalmente, material laminado, o processo consiste em tracionar axialmente o material através de uma ferramenta,
O processo de retirada dos óxidos por meio químico e denominado decapagem e o processo de retirada mecânica e denominado rebarbação. A adoção de um ou outro processo depende dos custos envolvidos e da qualidade exigida do fio. A rebarbação, que e essencialmente um processo de usinagem com retirada de cavaco, e mais custosa, mas conduz a obtenção de um produto de qualidade melhor que o obtido com a decapagem.
O processo de decapagem consiste de três etapas básicas:
a) imersão dos fios em tanque de solução acida decapante; b) lavagem com jato de agua fria e, c) lavagem adicional em tanques com agua aquecida, contendo aditivos neutralizantes da ação acida.
A composição das soluções decapantes e neutralizantes e as suas temperaturas de trabalho dependem da natureza química do metal do fio.
O jato de agua fria aplicado aos rolos de fios decapados tem a finalidade de retirar os restos de ácidos e resíduos de pó metálico. A solução neutralizante tem por objetivo eliminar a ação de resíduos de acido e tornar a superfície de metal do fio mais resistente a ação oxidante do meio ambiente. As operações de decapagem podem apresentar graus diferentes de automatização.
Se ntido de deslo camento: Esquerda para Direita.
Pode-se observar na figura que no processo há uma redução na seção transversal do material. Esta redução é realizada com a ação da Fieira, ferramenta de metal duro que será mais detalhada posteriormente. Podemos observar na fieira que há um ângulo de entrada, e este tem por objetivo evitar a formação de zonas mortas ou descascamento. Dentro da fieira, o material deve ter uma certa facilidade de fluir.
No ponto de contato inicial, inicia-se a deformação do material. Na região hachurada ocorre esforços de compressão na direção normal a superfície da fieira,
Ponto de contato inicial
Fieiras
No processo de trefilação as fieiras são de extrema importância, pois são através delas que conseguimos a redução de diâmetro e um acabamento superficial de qualidade. Por isso são exigidas algumas características para a fabricação das fieiras:
Mandris
Consiste numa barra longa e dura que se estende por todo o comprimento do tubo, esse tipo é conhecido como mandril fixo, mas também existem outros tipos. Como o mandril flutuante, que tem o mesmo objetivo do mandril fixo, que é fazer o diâmetro interno dos tubos, só que ele fica preso apenas na entrada do cilindro de calibração, não necessitando ocupar o tubo inteiro.
As utilizações dos mandris melhoram algumas características dos tubos, como precisão dimensional elevada, superfície limpa e polida e capacidade do material ser esticado e reduzido em seção transversal mais do que com qualquer outro processo.
Tratamentos Térmicos
Durante o processo de trefilação realizado abaixo da temperatura de recristalização, o fio sofre encruamento, ou seja, aumento da resistência mecânica e redução da ductilidade.
Acima de certo grau não é mais possível trabalhar a frio, sendo necessária a aplicação de um tratamento térmico de recozimento. Esse tratamento será realizado para aliviar as tensões internas e também diminuir a dureza e aumentar a ductilidade. As tensões começam a ser aliviadas acima da temperatura ambiente, é aconselhável que o aquecimento seja lento até 500°C para não perder as propriedades que se deseja alcançar.
Outro tratamento muito utilizado é a normalização, que visa refinar a granulação grosseira através do aquecimento o aço a uma temperatura acima da zona crítica, seguindo de resfriamento ao ar ambiente.
Maquina de trefilar com deslizamento : O fio parte de uma desbobinadeira e entra na fieira, do outro lado da ferramenta o fio sai e é tracionado por um anel tirante, onde é enrolado na forma de um hélice com algumas voltas, necessário apenas para vencer o atrito de conformação da ferramenta.
Nota-se também que a saída da primeira fica alinhada com o começo da hélice, assim com o final da hélice fica alinhado com a entrada da fieira seguinte.
Máquina de trefilar de bancada: Utilizada para trefilar perfis transversais grandes ou com geometria complexa, onde não podem ser enroladas em bobinas.
Consiste em um carrinho que prende na ponta do arame e com o auxilio de um cilindro hidráulico, ou de um sistema de correntes, promove a força e a velocidade necessária para se realizar o processo.
Lubrificação
O atrito é muito importante no processo de trefilação devido ao movimento entre fio e fieira. Com um atrito muito grande, pode haver desgastes na ferramenta e defeitos superficiais no fio,podendo também exigir maior esforço de tração e maior temperatura de trabalho.é por isso que é necessária a ação de um lubrificante que possa reduzir esse atrito alem de também poder desempenhar o papel de refrigerante, podendo manter a temperatura do fio constante. Com da ação do líquido pode-se reduzir o desgaste da fieira,produzir melhor acabamento superficial e reduzir o esforço de trefilação.
Defeitos típicos do processo Anéis de trefilação que são marcas circunferências e transversais que acontecem devido a desgaste na região do cone de trabalho, acontecem geralmente quando se trabalha com fios de metais moles.
Bibliografia
JUVINALL. R.C.Projeto de componentes de máquinas – LTC, Rio de Janeiro,
NORTON, R. L., Projetos de Máquinas, Bookman, Porto Alegre, 2004 COLLINS, J.W., Projeto mecânico de elementos de máquinas, LTC, Rio de Janeiro, 2006 Chiaverini, V. Aços e Ferros fundidos. ABM. São Paulo 1995 http://www.ford.com.br/ http://www.rassini-nhk.com.br/catalnhk.htm http://carros.hsw.uol.com.br/suspensoes-dos-carros.htm http://www.thespecialist.com.br/noticias/default.asp?not= http://www.comercialgerdau.com.br/produtos/acos_especiais_molas.asp
