Forjamento - Máquinas
Equipamentos usados no forjamento:
Martelos:
• De queda livre: Base + colunas guias + sistema de elevação de massa cadente. Capacidade: Massa do martelo e altura de elevação.
• De dupla-ação: A massa cadente é conectada a um cilindro acionado por vapor ou por ar comprimido, proporcionando maior capacidade - até 20 vezes mais que o de queda livre. A capacidade pode ser variada.
• De contra-golpe: Caracteriza-se por duas massas que se chocam no meio do percurso com a mesma velocidade.
Forjamento - Equipamentos
• Vantagens do martelo de dupla-ação:
1. Maior rendimento.
2. Menor vibração transmitida ao solo e à própria peça.
3. Maior velocidade de acionamento.
• Desvantagens do martelo de dupla-ação:
1. Maior desalinhamento entre as partes superior e inferior da matriz.
2. Impossibilidade de manipulação da peça durante o movimento.
3. Maiores despesas com manutenção.
Forjamento - Máquinas
Prensas:
• Prensas hidráulicas verticais: são de grande capacidade – até 50.000 toneladas. Velocidade de deformação quase constante.
Menor custo de manutenção. Maior custo de aquisição. Ex.
Grandes eixos – Ex. Navio.
• Prensas mecânicas excêntricas: usadas para forjar peças pequenas e médias. Apresentam facilidade de manuseio e baixo custo de manutenção.
• Prensas de fricção: usadas para cunhar moedas, medalhas de aço ou em metais duros.
• Prensas Horizontais: usadas para grandes produções de peças recalcadas. Ex. Cabeça de parafusos.
Forjamento - Máquinas
Máquinas: Velocidades [m/s]
Martelo de Queda Livre 3,6 – 4,8 Martelo de Dupla Ação 3,0 – 9,0 Prensa Excêntrica 0,06 – 1,5 Prensa Hidráulica 0,060 – 0,30
Tabela 1: Velocidades mais comuns em máquinas de forjamento (ALTAN in DIETER p. 500).
Forjamento - Ferramental
Matrizes:
• Altas tensões de compressão.
• Alta solicitação térmica.
• Alta resistência a choque mecânico.
Material da matriz: alta dureza, elevada tenacidade, resistência à fadiga, alta resistência, mecânica a quente e alta resistência ao desgaste.
Aços-liga e metal duro.
Para conformação de metais não ferrosos leves (alumínio e suas ligas), os aços
cromo-níquel e cromo-níquel-molibdênio são preferidos pela sua alta tenacidade.
Para a conformação do aço, os aços ligados ao tungstênio são os mais utilizados devido a sua elevada resistência a quente.
Para matrizes com maior dureza e maior resistência à compressão, pode se utilizar o metal duro (carboneto de tungstênio sinterizado com cobalto).
Forjamento - Ferramental
• Matriz Fechada Simples
Forjamento - Ferramental
• Matriz Múltipla
Forjamento - Ferramental
• Matriz de Corte
Forjamento - Ferramental
• Fatores de um projeto de matriz:
1. Sobremetal para usinagem:
• Para peças de até 20 mm de diâmetro ou largura = 0,5 a 1,0 mm de sobremetal;
• Para peças entre 20 a 80 mm de diâmetro ou largura = 1 a 1,5 mm;
• Para peças de 80 a 150 mm = 1,5 a 2,0 mm;
• Para peças entre 150 até 250 mm = 2 a 3 mm.
Forjamento - Ferramental
2. Ângulos de Saída ou conicidade:
• Superfícies internas: 5 a 7 graus;
• Superfícies Externas: 7 a 8 graus.
Forjamento - Ferramental
3. Concordância dos Cantos:
Deve-se arredondar cantos vivos para evitar
trincas de 2 a 5 mm de profundidade devido
a contração no resfriamento.
Forjamento - Ferramental
4. Tolerâncias para evitar deslocamento da
matriz.
Forjamento - Defeitos
Podem ser mencionados os seguintes defeitos típicos de peças forjadas:
• falta de redução;
• trincas superficiais;
• trincas nas rebarbas;
• trincas internas;
• gotas;
• incrustações de óxidos;
• queimas e descarbonetação.
Forjamento - Propriedades
Forjado a frio: - material encruado, isto é, com limites de resistência maiores e ductibilidades menores.
- Obtém-se um índice de rugosidade superficial bem menor.
- Podem apresentar tolerâncias mais estreitas.
• Quanto maior a secção transversal de uma peça conformada, a frio ou a quente, maior é a diferença de propriedades (por exemplo, a dureza) entre as regiões superficiais e centrais da peça.
