TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

• O que é:O que é: é uma operação em que a matéria-prima é estirada é uma operação em que a matéria-prima é estirada através de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA através de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por meio de uma força trativa aplicada do lado de ou TREFILA) por meio de uma força trativa aplicada do lado de

saída da matriz.saída da matriz.

• Processo em que se obtêm produtos com seções de Processo em que se obtêm produtos com seções de geometrias diversas pela tração desses produtos por uma pela tração desses produtos por uma matriz que que define o perfil do trefilado do trefilado

• Comumente realizado a Comumente realizado a friofrio

Encruamento

• Pequenas reduções de seção por Pequenas reduções de seção por passepasse

• Propriedades mecânicas controladasPropriedades mecânicas controladas

TREFILAÇÃO - característicasTREFILAÇÃO - características

Recozimento intermediário necessário necessário quando a queda de dutilidade associada ao quando a queda de dutilidade associada ao aumento da resistência provoca a aumento da resistência provoca a queda de conformabilidade

TREFILAÇÃO - característicasTREFILAÇÃO - características

deformaçãodeformaçãoTrabalho a Trabalho a friofrio

TensãoTensão

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

MATÉRIA PRIMAMATÉRIA PRIMA

Barras e tubos extrudados Barras e tubos extrudados (não-ferrosos) ou laminados ou laminados (ferrosos e não-ferrosos), decapados e limpos, com , decapados e limpos, com qualidade superficial controlada e recozidosqualidade superficial controlada e recozidos

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

• Produtos mais Produtos mais comuns:comuns:

• Fios finos, perfis diversosFios finos, perfis diversos

Os Tubos podem ser trefilados dos seguintes modos:

a) sem apoio interno (REBAIXAMENTO ou AFUNDAMENTO)(fig.a)

b) com mandril passante (fig.b)

c) com plug (bucha) interno (fig. c)

d) com bucha flutuante (fig.d)

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

MECÂNICA DA TREFILAÇÃOMECÂNICA DA TREFILAÇÃO

• Esforços predominantes de compressão Esforços predominantes de compressão indiretaindireta• Atrito entre a matriz e material a Atrito entre a matriz e material a trefilartrefilar• Lubrificantes/refrigerantesLubrificantes/refrigerantes

• Velocidade de trefilação: 10 m/s para fios de Velocidade de trefilação: 10 m/s para fios de aço, aço, 20 m/s para fios de 20 m/s para fios de cobrecobre

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

MECÂNICA DA TREFILAÇÃOMECÂNICA DA TREFILAÇÃO

• Geometria da ferramenta (fieira)Geometria da ferramenta (fieira)

• Cone de entrada – ângulo de entradaCone de entrada – ângulo de entrada

• Cone de Cone de trabalhotrabalho• Região de calibração – zona cilindricaRegião de calibração – zona cilindrica

• Cone de saída - ângulo de saídaCone de saída - ângulo de saída

Região de deformação

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

MÁQUINAS DE TREFILAR MÁQUINAS DE TREFILAR

- - Pode-se classificar os equipamentos para trefilação Pode-se classificar os equipamentos para trefilação em dois grupos básicos:em dois grupos básicos:

• Bancada de trefilaçãoBancada de trefilação

utilizadas para a produção de componentes não bobináveis utilizadas para a produção de componentes não bobináveis como barras e tubos - comprimento limitadocomo barras e tubos - comprimento limitado

- Tração é efetuada por cabeçote móvel- Tração é efetuada por cabeçote móvel

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

Trefiladoras de tamborTrefiladoras de tambor

• Com deslizamento • Para fios de diâmetros pequenos Para fios de diâmetros pequenos

• O deslizamento dá-se no anel tirante O deslizamento dá-se no anel tirante

• Máquinas cônicas de trefilar com Máquinas cônicas de trefilar com deslizamento deslizamento

• Sem deslizamento

• Para arames, em que o anel tirante faz também o papel Para arames, em que o anel tirante faz também o papel de acumulador do produto trefilado de acumulador do produto trefilado

• Máquinas contínuas, com passes em linha Máquinas contínuas, com passes em linha

As trefiladoras de tambor, portanto, podem ser classificadas As trefiladoras de tambor, portanto, podem ser classificadas em dois grandes grupos, a saber: em dois grandes grupos, a saber:

1) Duplas para arames médios 1) Duplas para arames médios

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

2) Múltiplas (contínuas) para arames médios a finos.2) Múltiplas (contínuas) para arames médios a finos.

Trefilação dos arames de Trefilação dos arames de açoaço

Etapas do Etapas do processo:processo:

• Matéria-prima: Matéria-prima: fio-máquina (vergalhão laminado a quente)fio-máquina (vergalhão laminado a quente)

• Descarepação:Descarepação: Mecânica (descascamento):dobramento e escovamento Mecânica (descascamento):dobramento e escovamento

Química: (decapagem): com HCl ou HQuímica: (decapagem): com HCl ou H22SOSO44 diluídos diluídos

• Lavagem:Lavagem: em água corrente em água corrente

• Recobrimento:Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH) comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)22 a 100ºC a 100ºC a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame e a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame e servir de suporte para o lubrificante de trefilação.servir de suporte para o lubrificante de trefilação.

• Secagem:Secagem: (em estufa) – também remove H (em estufa) – também remove H22 dissolvido na superfície dissolvido na superfície

• Trefilação: Trefilação: Primeiros passes a seco ,eventualmente, recobrimento com Primeiros passes a seco ,eventualmente, recobrimento com Cu ou Sn e trefilação a úmidoCu ou Sn e trefilação a úmido

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃOLUBRIFICAÇÃOLUBRIFICAÇÃO

• Por imersão ou por aspersão

• Seca: sabões sólidos em pó : sabões sólidos em pó • Úmida: soluções ou emulsões de óleos em água : soluções ou emulsões de óleos em água

• Lubrificantes

• Pastas e graxas

EQUIPAMENTOS AUXILIARESEQUIPAMENTOS AUXILIARES

• Afinadoras de ponta • Soldadoras topo-a-topo • Decapagem • Fornos para recozimento (contínuo ou estático) • Linhas de revestimento superficial

Carga de trefilação:Carga de trefilação:

Para cada passe de trefilação, a carga pode ser estimada pela Para cada passe de trefilação, a carga pode ser estimada pela expressão:expressão:

No caso de trefiladoras múltiplas, o arame pode ficar sujeito à No caso de trefiladoras múltiplas, o arame pode ficar sujeito à uma tração a ré a partir da 2ª fieira - a tensão de trefilação uma tração a ré a partir da 2ª fieira - a tensão de trefilação aumenta mas a pressão de contato diminui, diminuindo o aumenta mas a pressão de contato diminui, diminuindo o desgaste da fieiradesgaste da fieira

Para cada redução dada, existe um ângulo ótimo “Para cada redução dada, existe um ângulo ótimo “”, que é ”, que é aquele que minimiza a carga e conseqüentemente, o trabalho aquele que minimiza a carga e conseqüentemente, o trabalho total de trefilaçãototal de trefilação

a) Se o ângulo de abordagem da fieira for superior a um certo a) Se o ângulo de abordagem da fieira for superior a um certo valor crítico valor crítico cr1cr1, ocorre um cisalhamento interno no material, , ocorre um cisalhamento interno no material, separando-se uma zona que se adere a fieira e forma uma “falsa separando-se uma zona que se adere a fieira e forma uma “falsa matriz” (zona morta) através da qual prossegue a trefilaçãomatriz” (zona morta) através da qual prossegue a trefilação

Modos de deformação na trefilaçãoModos de deformação na trefilação

b) Se o ângulo de abordagem excede um outro valor crítico:b) Se o ângulo de abordagem excede um outro valor crítico:

• a zona morta formada não adere à fieira e sim desliza para trás a zona morta formada não adere à fieira e sim desliza para trás (DESCASCAMENTO): a camada superficial da peça se destaca e o (DESCASCAMENTO): a camada superficial da peça se destaca e o núcleo da mesma deixa de se deformar, atravessando a fieira núcleo da mesma deixa de se deformar, atravessando a fieira com velocidade de saída igual à de entrada. com velocidade de saída igual à de entrada.

Modos de deformação na trefilaçãoModos de deformação na trefilação

TREFILAÇÃOTREFILAÇÃO

DEFEITOS EM PRODUTOS TREFILADOS:DEFEITOS EM PRODUTOS TREFILADOS:

• Devidos a defeitos nas ferramentas (desgaste, desvios de forma) • Devidos a irregularidades na matéria-prima (desvios de forma, textura irregular, vazios internos, inclusões, fissuras)

• Escalonamento do diâmetro • Fratura com estrangulamento (estricção acentuada) • Fratura com risco lateral ao redor da marca de inclusão • Fratura com trinca aberta

• Marcas em “V” e fratura em ângulo

• Fraturas taça-cone

Durante a trefilação as camadas mais internas da peça não recebem Durante a trefilação as camadas mais internas da peça não recebem compressão radial, mas são arrastadas e forçadas a se estirar pelo compressão radial, mas são arrastadas e forçadas a se estirar pelo material vizinho das camadas superficiais, que sofrem a ação direta da material vizinho das camadas superficiais, que sofrem a ação direta da fieira. fieira.

Tal situação (deformação heterogênea) gera tensões secundárias trativas Tal situação (deformação heterogênea) gera tensões secundárias trativas no núcleo da peça, que pode vir a sofrer um trincamento característico, no núcleo da peça, que pode vir a sofrer um trincamento característico, em ponta de flecha. em ponta de flecha.

A melhor solução é diminuir a relação D/L, o que pode ser feito A melhor solução é diminuir a relação D/L, o que pode ser feito empregando-se uma fieira de menor ângulo (a), ou então aumentando-se empregando-se uma fieira de menor ângulo (a), ou então aumentando-se a redução no passe (em outra fieira com saída mais estreita) .a redução no passe (em outra fieira com saída mais estreita) .

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