apresentação sobre forjamento e fundição, Slides de Fundição

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PROCESSOS DE

FABRICAÇÃO II – Processo

de forjamento x Fundição

FORJAMENTO

• Processo de conformação mecânica, ou seja, mediante a aplicação de esforços mecânicos altera-se plasticamente a forma dos materiais.
• Utilizado há centenas de anos (armas e armaduras na idade média)
• Equipamentos mecanizados com a I Revolução Industrial
• O tipo mais conhecido é o chamado forjamento quente. No entanto, também é possível realizá-lo a frio (sem esquentar o metal)
• Parte-se de uma geometria simples e com poucos processos é possível gerar uma peça complexa

FORJAMENTO

Quanto a temperatura

Forjamento a quente:

• (^) Tensões reduzidas
• (^) Alta forjabilidade (altas deformações)
• Retrabalho de peças grandes
• (^) Tolerância de fabricação ruim a média
• (^) Demanda baixa carga de conformação
• (^) Menor precisão dimensional Forjamento a frio:
• (^) Tensões elevadas e encruamento
• (^) Forjabilidade (deformação) limitada
• (^) Peças Pequenas de aço ou metais não ferrosos
• (^) Pouco retrabalho
• (^) Boa qualidade superficial
• (^) Alta carga de conformação
• (^) Maior precisão dimensional

FORJAMENTO

Quanto ao método de aplicação da carga

Forjamento por impacto:

• (^) Método preferido para forjamento individual
• (^) O martelo pode ser acionado por ar comprimido ou hidraulicamente.
• (^) Produz uma grande variedade de “shapes” e tamanhos
• (^) A desvantagem do processo é a necessidade de usinagem após o processo Forjamento por pressão:
• (^) Aplicada uma pressão continua e devagar na área a ser forjada.
• (^) Pode ser realizada a quente ou a frio.
• (^) Mais econômico do que o por impacto
• (^) Pode ser dividido em matriz aberta e forjamento em matriz fechada.

FORJAMENTO

Matriz aberta

Matriz fechada

FORJAMENTO

• (^) Alta pressão em cavidade fechada
• (^) Melhor tolerância dimensional
• (^) Alta escala de produção
• (^) Matriz relacionada com a forma da peça
• (^) Proporciona melhores condições de obtenção de peças totalmente isentas de qualquer alteração interna ou externa, devido a não destruição da estrutura do material
• (^) Pouca alteração do estado físico da matéria prima original durante a conformação.
• (^) Pode se produzir pecas mais complexas que o outro método
• (^) Meta: possibilita boa precisão dimensional e de formas

FORJAMENTO

• (^) Produz peças com excelentes propriedades mecânicas
• (^) Melhoria da microestrutura
• (^) Maior resistência
• (^) Pouquíssima perda de material
• (^) Baixo custo
• (^) Pode ser aplicado em larga escala (amortizar custo do ferramental)
• (^) Controlando a deformação durante o processo de forjamento, pode-se melhorar as propriedades mecânicas da peça produzindo um alinhamento direcional

Vantagens e desvantagens

FORJAMENTO

• (^) Melhora as propriedades de tensão, ductilidade, impacto e resistência à fadiga.
• (^) As peças a serem forjadas geralmente necessitam de usinagem antes do processo de forjamento.
• (^) Os equipamentos são caros.

Vantagens e desvantagens

BIELA DE AÇO - À FAVOR DO FORJAMENTO

• (^) Por ser aço, é ideal a fabricação em forjamento; Não é comum utilizar aço em fundição, pois exige temperatura acima de 1000°C; Dada temperatura faz com que o material perca suas propriedades características.
• (^) Não é produtivo usinar a biela por inteira, pois se trataria de um processo mais caro (utilização de mais tempo de usinagem em CNC, maior desgaste de ferramental e custo de mão de obra envolvido). Pistão e Biela

BIELA DE AÇO - À FAVOR DO FORJAMENTO

• (^) Biela forjada – Além de maior resistência, a peça apresenta uma redução em relação à biela fundida de mais de 30% no peso (de 400g para 270g), que proporciona um menor consumo de combustível.
• (^) Menor índice de porosidade e falhas na estrutura da peça forjada, em relação à peça fundida.
• (^) Boa resistência mecânica no forjamento enquanto na fundição é necessário o processo de tratamento térmico para aumentar a tenacidade do material. Pistão e Biela

PEÇAS DE FOFO – À FAVOR DA FUNDIÇÃO

• (^) Ferro Fundido Cinzento
• Possui boa usinabilidade em relação ao forjamento, capacidade de amortecer vibrações. Em contrapartida não é bom quando submetido a tração, possui fratura frágil.
• (^) Ferro Fundido Nodular
• Possui melhor resistência, tenacidade e ductilidade quando comparados aos outros ferros fundidos. São de excelente maquinabilidade e com possibilidade de deformação a quente. Ferro Fundido Cinzento Ferro Fundido Nodular

PEÇAS DE FOFO – À FAVOR DA FUNDIÇÃO

• (^) Ferro Fundido Branco
• (^) Possuem elevada dureza e alta resistência a abrasão, se

comparado ao aço forjado;

• (^) Para peças utilizadas em manuseio de terra e

mineração, onde são sujeitas a compressão e desgaste,

se torna melhor utilizar peças fundidas;

Ferro Fundido Branco

À FAVOR DA SINTERIZAÇÃO - FUNDIÇÃO

• Em comparação com um material sem reforço (como as que são produzidas no forjamento) possui maior resistência e dureza, além de suportar maiores temperaturas de trabalho e possuir maior resistência ao desgaste.
• (^) Também é recomendado a aplicação em conjunto biela- pistão no virabrequim, pois no momento de fraturar a biela na montagem, devido o material é criado “perfeitas” irregularidades de encaixe das duas partes fraturadas. Já em bielas forjadas há indicadores de deformações nesse encaixe.
• (^) É um processo competitivo em questão de produtividade Biela Fraturada

À FAVOR DA FUNDIÇÃO

• Grande espaço físico
• (^) O forjamento exige um espaço físico muito maior em relação à fundição;
• (^) Máquinas com alta potência
• Exige máquinas com alta potência para transformação do aço, enquanto a fundição pode ocorrer até mesmo pela força da gravidade;
• Pode causar desperdício de material
• (^) Forjamento em matriz livre gera sobras de materiais, que necessitará ser retrabalhadas depois seja forjando novamente em matriz fechada ou usinagem;