aula introd eng fabricação

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCGCENTRO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL DO SEMIÁRIDO –CDSA

Prof.: João Leite

Atrito e lubrificação nos Atrito e lubrificação nos processos de fabricação processos de fabricação Atrito e lubrificação nos Atrito e lubrificação nos processos de fabricação processos de fabricação processos de fabricação processos de fabricação

mecânicamecânicaprocessos de fabricação processos de fabricação

mecânicamecânica

Processo de conformaçãoProcesso de conformação

É um processo de fabricação mecânica ondeas peças são obtidas a partir da compressãode metais abaixo da temperatura de fusão,fazendo com que o mesmo obtenha a forma

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fazendo com que o mesmo obtenha a formadesejada a partir da deformação plástica.

Essa processo ocorre SEM REMOÇÃO DEMATERIAL e SEM FUNDIÇÃO.

Princípios da conformaçãoPrincípios da conformação

• Todos os materiais tendem a se deformar quando submetidos a um esforço mecânico;

• Alguns materiais retornam ao estado original quando cessa o esforço mecânico: deformação elástica;

• Outros se mantêm deformados mesmo quando o esforço mecânico é retirado – antes de romperem: deformação

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A aplicação deste esforço mecânico pode ocorrer aliadoao aquecimento ou não do material (trabalho a frio ou aquente). As peças obtidas por trabalho a frio e a quenteobtém características mecânicas diferentes.

mecânico é retirado – antes de romperem: deformação plástica;

• Há ainda aqueles que tem deformação elástica até a ruptura: materiais frágeis;

É a deformação plástica que permite a conformaçãomecânica!

Princípios da conformaçãoPrincípios da conformação

Os antigos guerreiros observaram que ferramentasexaustivamente deformadas ficavam mais fortes que aspouco deformadas que quebravam, rachavam ouamassavam com facilidade. Eles tinham seus ferreirosde confiança para produzir seus escudos e espadas .

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de confiança para produzir seus escudos e espadas .

Os estudos mostraram mais tardeque isso se dá pela forma comocada ferreiro preparava oferramental. O controle datemperatura e a quantidade deesforço aplicado levará a um maiorou menor encruamento e controlede porosidade.

Temperatura de conformaçãoTemperatura de conformação

Os processos de conformação podem se dividir em:

Conformação à frio (geralmente temp. <0,3Tf):Processo ocorre em condições onde não há recuperação erecristalização do material (material permanece encruado).

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Conformação à quente (geralmente temp. >0,5Tf): Processo ocorre em condições de temperatura e taxa dedeformação onde ocorre simultaneamente à deformaçãorecuperação e recristalização dos materiais.

Conformação à morno (geralmente 0,3Tf<Temp. <0,5Tf):Ocorre recuperação do material mas não ocorre recristalização.

EncruamentoEncruamento e recristalizaçãoe recristalização

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Apenas 2 a 10% da energia gasta no processo de conformação se transformaem alterações na microestrutura. Essas alterações (defeitos) causamsignificativa dureza no material. O FENÔMENO DE AUMENTO DE DUREZA ERESISTÊNCIA MECÂNICA CONSEGUIDO PELO PROCESSO DEDEFORMAÇÃO PLÁSTICA É CHAMADO ENCRUAMENTO.

Material antes da deformação plástica

Material encruado

EncruamentoEncruamento e recristalizaçãoe recristalização

A eliminação do encruamento ocorre pela possibilidade derearranjo do material. Esse rearranjo é ativado termicamentecom o aumento temperatura, processo chamado derecozimento.

• O recozimento consiste em se colocar o material em uma

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• O recozimento consiste em se colocar o material em umatemperatura acima da temperatura de recristalização porum determinado tempo (de minutos a horas).

A temperatura de recristalização depende da pureza do material e grau dedeformação mas pode ser definida como A TEMPERATURA NA QUAL EM UMAHORA SEJA POSSÍVEL A RECRISTALIZAÇÃO DO MATERIAL E VOLTA ÀSITUAÇÃO ANTERIOR AO ENCRUAMENTO.

Essa temperatura é o PONTO QUE SEPARA conformação à frio deconformação à quente e geralmente ocorre entre 1/3 e ½ T. de fu são.

Processo de recozimentoProcesso de recozimento

ETAPAS

Recuperação

Alívio das tensões internas causadas pela deformação; redução nonúmero de discordâncias; condutividade térmica e elétrica voltam aoestado original.

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Tempo


ETAPAS

Recristalização

Discordâncias continuam reduzindo; término do alívio de tensões;propriedades mecânicas voltam ao seu estado anterior à deformação.

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Tempo


ETAPAS

Crescimento do grão

Processo de recozimento concluído; grão continua a crescer se nãocessar; grão pequenos são “engolidos” pelos grandes; material setorna quebradiço; fissuras se tornam mais fáceis de se propagarem;propriedades mecânicas pioram.

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propriedades mecânicas pioram.

TempoSe esse processo não for evitado só um novo Se esse processo não for evitado só um novo encruam entoencruamento pode pode refinar o tamanho de grão e dar início a nova forma ção de grãos!refinar o tamanho de grão e dar início a nova forma ção de grãos!

Principais processos de conformaçãoPrincipais processos de conformação

FORJAMENTOLAMINAÇÃO

EXTRUSÃO

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TREFILAÇÃO

Na atualidade cerca de 90% dos produtos industrializadossofreram em alguma fase de sua fabricação um processode conformação . Desde tubos, barras, chapas, vergalhõesaté materiais plásticos e cerâmicos!

Atrito nos processos de conformaçãoAtrito nos processos de conformação

RugosidadeCaracteriza-se por pequenas saliências ereentrâncias existentes na superfície de uma peça,geralmente apenas perceptíveis com equipamentosespeciais (ex: Rugosímetro).

12TEXTURA: RUGOSIDADE + ONDULAÇÃO + ERRO DE FORMA


Atrito

Resistência ao cisalhamentoentre peças unidas.

Situação tribológica

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Situação tribológica

1 - Atrito peça/ ferramenta

3 - LUBRIFICAÇÃO ATENUAÇÃO2 - DESGASTE


Atrito na usinagem

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Perfil de uma seção transversal de material encruado

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Forças de atrito


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Lubrificação


Cria um filme isolando ferramenta/matriz e materialque:

• Facilita o escoamento

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• Facilita o escoamento

• Evita o desgaste do ferramental

• Evita a soldagem da peça na matriz

• Aumenta a necessidade de energia para conformação (F)

• Reduz defeitos no material conformado

• Reduz e dissipa o calor gerado

• Elimina partículas metálicas superficiais

Regimes de Lubrificação


19Martin Geier (2007)



- Elimina contato ferramenta x material

-Baixíssimo desgaste gerado porcavitação ou contaminação do fluido

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cavitação ou contaminação do fluido

-Coeficientes de atrito da ordem de 0,05



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- Filmes de espessura molecular são formadas pelo ataquequímico de lubrificantes orgânicos ou a base de óleos minerais,sabões ou a base de enxofre, cloro e fósforo.

-Coeficientes de atrito da ordem de 0,1 a 0,4


(há ainda os de película sólida)


- Há separação total entre matriz e material devido a existênciade um material sólido com baixa resistência ao movimento aos

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de um material sólido com baixa resistência ao movimento aosesforços de corte devido seu movimento relativo entre assuperfícies da matriz e do material

- Os materiais mais comuns são as massas de grafite, bissulfetode molibdênio (MoS2), teflon e nylon

Lubrificação


23Notas de aula: PROF. DR. FÁBIO MARTINS

Características de alguns lubrificantes


24Notas de aula: PROF. Willy Ank

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