Aula 3: Extrusão e Trefilação

�Conceitos de Extrusão

�Conceitos de Trefilação

• Extrusão é um processo de conformaçãoplástica através do qual é reduzida oumodificada a seção transversal de um corpometálico, através da aplicação de altas tensõesmetálico, através da aplicação de altas tensõesde compressão.

• Geralmente o processo de extrusão érealizado a quente (temperatura acima datemperatura de recristalização) e por isso, apassagem do tarugo (ou lingote) pelapassagem do tarugo (ou lingote) pelaferramenta (com furo de seção menor que ado tarugo), provoca a deformação plástica,porém não acarreta o efeito de encruamento.

• O processo de extrusão pode ser resumido daseguinte forma: inicialmente o tarugo (oulingote) é aquecido no forno (normalmenteacima da temperatura de recristalização) eacima da temperatura de recristalização) erapidamente transportado para o recipiente(para evitar o máximo possível a oxidaçãoprovocada pelo contato com o aratmosférico).

• A seguir o tarugo é colocado num apoio diantedo recipiente e o pistão é acionado deencontro ao tarugo, instalando-o no interiordo recipiente. Entre o pistão e o recipientecoloca-se um disco metálico para evitar acoloca-se um disco metálico para evitar asoldagem do pistão no tarugo em virtude daselevadas pressões e temperaturas. Após opistão ter completado o curso de extrusão,retira-se o disco e corta-se o resto do tarugodo produto extrudado.

• Temperatura de trabalho

• Velocidade de extrusão

• Condições de lubrificação

• Geometria da ferramenta• Geometria da ferramenta

• Em relação à temperatura de trabalho, sabe-se que a mesma deve ser suficientemente altapara conferir elevada trabalhabilidade plásticaao metal, conduzindo à recristalização. Noentanto, não deve ser exageradamente alta,entanto, não deve ser exageradamente alta,pois acarreta em gasto excessivo de energia,desgaste e até mesmo a perda de resistênciamecânica dos elementos da máquina deextrusão e oxidação excessiva do tarugo (oulingote) para extrudar.

• Analisando a velocidade de extrusão,geralmente procura-se utilizar velocidadesmais elevadas, pois implica em maiorprodução e menor perda de temperatura doprodução e menor perda de temperatura dotarugo ou do lingote. Contudo deve-seconsiderar a velocidade em conjunto com apressão e temperatura para um ajusteadequado do processo de extrusão.

• As condições de lubrificação têm influênciaindireta sobre o modo de escoamento e forçade extrusão, pois atuam sobre o coeficiente deatrito entre o recipiente e o tarugo e, entre aatrito entre o recipiente e o tarugo e, entre aferramenta e o tarugo, afetando oacabamento superficial do extrudado ereduzindo o efeito de desgaste da ferramenta.Como exemplos de lubrificantes, pode-se citaro vidro, a grafita ou óleos com grafitas.

• Considerando a geometria da ferramenta, éimportante salientar que nas ferramentascônicas não surge uma zona morta como oque se forma nas planas, na região adjacenteque se forma nas planas, na região adjacenteao furo de entrada (Figura 12.5). Oescoamento nestas ferramentas é maisuniforme, apesar do esforço de extrusão sermaior, dificultando ainda a inclusão deimpurezas superficiais presentes no tarugo.

• A trefilação é um processo de conformaçãoplástica que se realiza pela operação decondução de um fio (ou barra ou tubo) atravésde uma ferramenta denominada de fieira, dede uma ferramenta denominada de fieira, deformato externo cilíndrico e que contém umfuro em seu centro, por onde passa o fio. Essefuro com diâmetro decrescente apresenta umperfil na forma de funil curvo ou cônico.

• A passagem do fio pela fieira provoca redução desua seção e, como a operação é normalmenterealizada a frio (temperatura abaixo datemperatura de recristalização), ocorre oencruamento com a alteração das propriedadesmecânicas do material do fio (no sentido deencruamento com a alteração das propriedadesmecânicas do material do fio (no sentido deredução da ductilidade e aumento da resistênciamecânica). Desta forma, o processo de trefilaçãotem por objetivo a obtenção de fios (ou barras outubos) de diâmetros menores e compropriedades mecânicas controladas.

• A passagem do fio pela fieira provoca redução desua seção e, como a operação é normalmenterealizada a frio (temperatura abaixo datemperatura de recristalização), ocorre oencruamento com a alteração das propriedadesmecânicas do material do fio (no sentido deencruamento com a alteração das propriedadesmecânicas do material do fio (no sentido deredução da ductilidade e aumento da resistênciamecânica). Desta forma, o processo de trefilaçãotem por objetivo a obtenção de fios (ou barras outubos) de diâmetros menores e compropriedades mecânicas controladas.

• As máquinas de trefilar sem deslizamento contêmum sistema de tração do fio, para conduzi-loatravés do furo da fieira, constituído de um aneltirante que primeiro acumula o fio trefilado, paradepois permitir o seu movimento em direção asegunda fieira. Nesta segunda fieira, o fio passadepois permitir o seu movimento em direção asegunda fieira. Nesta segunda fieira, o fio passatracionado por um segundo anel tirante quetambém acumula o fio trefilado. O processoprossegue de igual modo para as fieirasseguintes, o que irá depender do sistema detrefilação adotado

• As máquinas de trefilar com deslizamento são asmais utilizadas para trefilação de fios depequenos diâmetros. Primeiro o fio parte de umadesbobinadeira, passa por uma roldana e sedirige alinhado à primeira fieira, na saída dafieira, o fio é tracionado por um anel tirante, nodirige alinhado à primeira fieira, na saída dafieira, o fio é tracionado por um anel tirante, noqual ele dá um certo número de voltas, em formade hélice cilíndrica de passo igual ao diâmetro dofio, de tal modo que no início da hélice, o fiofique alinhado com a primeira fieira e no fim dahélice, com a segunda fieira;

• a – Cone de entrada / b – cone de trabalho

• c – cilindro de calibração / d – cone de saída

• O cone de entrada tem a finalidade de guiar ofio em direção ao cone de trabalho e permitirque o lubrificante acompanhe o fio econtribua para redução do atrito entre assuperfícies do fio e do cone de trabalho. É nosuperfícies do fio e do cone de trabalho. É nocone de trabalho que ocorre a redução, sendoportanto, a região onde é aplicado o esforçode compressão no fio e onde o atrito deve serminimizado para também reduzir o desgasteda fieira.

• No cilindro de calibração é que ocorre o ajustedo diâmetro do fio. O cone de saída deveproporcionar uma saída livre do fio semcausar danos na superfície da fieira e do fio.causar danos na superfície da fieira e do fio.