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Slide 07- Extrusão

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EXTRUSÃO


EXTRUSÃO<br />

HISTÓRICO<br />

• Antecede o século XIX<br />

• Início em Tubos de Chumbo<br />

• Auge na Segunda Guerra Mundial<br />

• Tecnologia das Prensas


Mecânica da <strong>Extrusão</strong><br />

• É classificado como processo de conformação<br />

por compressão indireta, pois são as paredes<br />

internas da ferramenta que provocam, devido<br />

a reação à pressão do pistão, a ação de<br />

compressão sobre o tarugo.


EXTRUSÃO<br />

O QUE É ?<br />

• Conformação de<br />

metais por<br />

deformação plástica<br />

• Altas pressões<br />

Hidráulicas<br />

• Materiais de elevada<br />

plasticidade


Introdução<br />

• Obtenção de barras, fios, tubos e perfis de<br />

seções irregulares;<br />

• Altas reduções de seção – altas tensões<br />

de compressão;<br />

• Normalmente, trabalho a quente;<br />

• Esforço predominante: compressão<br />

indireta;<br />

• Operações de desbaste e de acabamento;


EXTRUSÃO<br />

MATERIAIS:<br />

Quase todos os materiais.<br />

Também materiais frágeis, como Ferro<br />

Fundido, mediante uso de punção com<br />

contra-pressão.<br />

EQUIPAMENTO:<br />

Prensa mecânica de manivela e<br />

excêntrica, bem como prensa hidráulica.


EXTRUSÃO<br />

O MERCADO DOS EXTRUDADOS


Conceito<br />

‣ Operação onde um bloco de metal (tarugo ou lingote) de seção<br />

circular é modificado na sua seção transversal pela aplicação de<br />

compressão de um pistão forçando-o a passar através do orifício de<br />

uma matriz.<br />

‣ Componentes de geometria variada: tubos, barras e perfis<br />

‣ Pode ser a frio (aço até 0,2%C, alumínio, cobre, estanho e chumbo)<br />

e a quente (aço >0,2%C, ligas de titânio).


Conceito<br />

‣ Cada tarugo ou lingote é extrudado individualmente.<br />

‣ O comprimento do produto é limitado pelo volume do tarugo.<br />

‣ Para metais não ferrosos é o processo mais utilizado para a<br />

obtenção de perfis.<br />

‣ Desvantagens com relação à laminação: maior custo de<br />

equipamento, limitação no comprimento do perfil, velocidade<br />

de trabalho menor.<br />

‣ Produtos: quadros de janelas e portas, trilhos para portas de<br />

deslizamento, tubos, maçanetas, engrenagens, etc


<strong>Extrusão</strong> X Laminação<br />

• Vantagens: menor oxidação superficial;<br />

produto dimensional e estruturalmente<br />

mais homogêneo;<br />

• Desvantagens: limitação do comprimento<br />

do produto e menor velocidade de<br />

trabalho.


Tipos de <strong>Extrusão</strong><br />

• Quanto ao tipo de movimento do material em<br />

relação a ferramenta:<br />

– <strong>Extrusão</strong> Direta;<br />

– <strong>Extrusão</strong> Indireta ou Inversa;<br />

– <strong>Extrusão</strong> lateral;<br />

• Quanto a temperatura de trabalho:<br />

– Quente<br />

– Frio<br />

• Quanto ao método de aplicação da carga:<br />

– <strong>Extrusão</strong> convencional;<br />

– <strong>Extrusão</strong> por impacto<br />

– <strong>Extrusão</strong> hidrostática.


EXTRUSÃO<br />

TIPOS DE<br />

EXTRUSÃO<br />

• <strong>Extrusão</strong> Direta<br />

• <strong>Extrusão</strong> Indireta


• <strong>Extrusão</strong> DIRETA<br />

Tipos de <strong>Extrusão</strong><br />

A câmara e a matriz são fixas e o tarugo se move no<br />

container: >atrito (acarreta no aumento da força para<br />

extrudar).<br />

Equipamento mais simples


<strong>Extrusão</strong> direta<br />

- Energia necessária para acomodar<br />

o material à geometria do<br />

container<br />

- Energia para iniciar a extrusão<br />

- Energia para deformar<br />

plasticamente o material<br />

- Energia para vencer o atrito<br />

- 10 a 15% de perda de material<br />

O atrito retarda o fluxo do metal<br />

na região periférica do lingote e<br />

aumenta o fluxo no centro


1) Direto: •movimento do material extrudado no mesmo<br />

sentido de avanço do embolo<br />

•com casca, para reduzir o atrito e eliminar<br />

superfície contaminada


<strong>Extrusão</strong> Direta<br />

Figure 19.31 (a) Direct extrusion to produce a hollow or semi-hollow<br />

cross sections; (b) hollow and (c) semi-hollow cross sections.


<strong>Extrusão</strong> Indireta<br />

Figure 19.32 Indirect extrusion to produce (a) a solid<br />

cross section and (b) a hollow cross section.


Tipos de <strong>Extrusão</strong><br />

• <strong>Extrusão</strong> INDIRETA (invertida) – nesse caso o êmbolo é<br />

estacionário e o container se desloca -


<strong>Extrusão</strong> indireta<br />

- Não existe movimentação relativa entre material e container<br />

- Perda de 5%


2) Indireta:<br />

•Movimento do<br />

material extrudado no<br />

sentido contrário ao<br />

de avanço do embolo<br />

•vantajoso, pois não<br />

há atrito do tarugo<br />

com o recipiente<br />

•limitado, pois o<br />

embolo oco (para<br />

barras) ou esbelto<br />

(para tubos) não<br />

permite a obtenção de<br />

produtos com seções<br />

reduzidas


Tipos de <strong>Extrusão</strong><br />

• <strong>Extrusão</strong> LATERAL – o material do tarugo é forçado<br />

através da abertura lateral da câmara, formando um<br />

ângulo reto.


<strong>Extrusão</strong> Lateral<br />

• O material do tarugo é forçado através de<br />

abertura lateral da câmara. Os eixos do<br />

punção e da peça têm diferentes direções<br />

(ângulo reto).


<strong>Extrusão</strong> de Tubos sem costura


EXTRUSÃO<br />

EXTRUSÃO DIRETA DE BARRA ÔCA


EXTRUSÃO<br />

TIPOS DE EXTRUSÃO TRANSVERSAL


Tipos de extrusão<br />

• <strong>Extrusão</strong> HIDROSTÁTICA: Este processo é<br />

caracterizado por empregar um fluido sob pressão para<br />

empurrar o material através da matriz, o que evita<br />

qualquer tipo de atrito nas paredes da câmara. Neste<br />

processo, o diâmetro do tarugo é menor que o diâmetro<br />

da câmara, que é preenchida pelo fluido.<br />

• Aumenta a ductilidade do material: bom para frágeis<br />

• Temperatura ambiente ou<br />

a quente<br />

Alta velocidade de extrusão


3) Hidrostático: •transmissão de pressão ao tarugo por meio<br />

de um fluido hidráulico<br />

•possibilidade de grandes reduções de seção a frio<br />

devido à redução do atrito


EXTRUSÃO HIDROSTÁTICA<br />

• A extrusão hidrostática é realizada usualmente<br />

a temperatura ambiente, em geral usando óleo<br />

vegetal como meio fluido, combinando as<br />

qualidades de viscosidade e lubrificação.<br />

• Pode-se também trabalhar em alta temperatura.<br />

• Neste caso ceras, polímeros ou vidro são<br />

usados como fluido que também tem a<br />

função de manter o isolamento térmico do<br />

tarugo durante o procedimento de extrusão.


EXTRUSÃO POR IMPACTO<br />

• É similar a extrusão indireta e frequentemente<br />

incluída na categoria da extrusão a frio.<br />

• O punção desce rapidamente sobre o tarugo<br />

que é extrudado para trás.<br />

• A espessura da seção<br />

extrudada é função da<br />

folga entre o punção e<br />

a cavidade da matriz.


EXTRUSÃO POR IMPACTO


<strong>Extrusão</strong> à frio por impacto


EXTRUSÃO POR IMPACTO<br />

• Exemplos de produtos incluem os tubos de pastas e<br />

assemelhados que são peças descartáveis. Podem-se obter<br />

diâmetros de até 150 mm.<br />

•<br />

• A maioria dos metais não ferrosos podem ser extrudados por<br />

impacto, usando-se prensas verticais e taxas de produção de<br />

até duas peças por segundo.<br />

•<br />

• O processo permite produzir seções tubulares de paredes<br />

muito finas (relações de diâmetro / espessura da ordem de<br />

0,005) Por esta razão a simetria da peça e concentricidade<br />

do punção são fatores importantes.


EXTRUSÃO DE TUBOS<br />

• Na extrusão de tubos um mandril é preso à<br />

extremidade do êmbolo, de modo a conformar<br />

o diâmetro interno do tubo. As dimensões da<br />

parede do tubo são determinadas pela folga<br />

entre o mandril e o orifício da matriz.


EXTRUSÃO a Quente<br />

• Quanto a temperatura de trabalho:<br />

• grandes reduções de seção numa só etapa<br />

•maioria dos processos para<br />

obter produtos contínuos semiacabados<br />

(barras) e acabados<br />

(perfis e tubos)


Produtos obtidos na extrusão a quente


<strong>Extrusão</strong> a Quente<br />

• Desgaste acentuado das ferramentas;<br />

• Oxidação superficial;<br />

• Menor força de extrusão;<br />

• Grafite, talco, sebo e vidro são os<br />

lubrificantes mais utilizados;


EXTRUSÃO A FRIO<br />

• pequenas reduções de seção em vários estágios<br />

• obtenção de peças de precisão


<strong>Extrusão</strong> a frio


Vantagens em relação à extrusão a quente:<br />

Melhores propriedades mecânicas resultantes do encruamento, desde que o<br />

calor gerado pela deformação não recristalize o metal.<br />

• Controle das tolerâncias, requerendo pouca ou nenhuma operação posterior<br />

de acabamento.<br />

• Melhor acabamento superficial, devido em parte pela não existência de<br />

camada de óxido, desde que a lubrificação seja eficiente.<br />

• Eliminação do pré-aquecimento do tarugo.<br />

• Taxas de produção e custos competitivos com outros métodos. Algumas<br />

máquinas são capazes de produzir mais de 2000 partes por hora.<br />

Desvantagens<br />

A magnitude da tensão no ferramental de extrusão é muito alta, especialmente<br />

para trabalhar peças de aço. A dureza do punção varia de 60 a 65 HRc e a da<br />

matriz de 58 a 62 HRc.


MEDIDAS CORRETIVAS<br />

• Para reduzir o efeito de esfriamento e prolongar a vida<br />

da ferramenta, a matriz pode ser pré-aquecida.<br />

• Para melhorar o acabamento superficial, a camada de<br />

óxido é removida através do uso de uma placa, com<br />

diâmetro inferior ao da câmara, posicionada sobre o<br />

pistão. Ao extrudar o tarugo, uma casca cilíndrica<br />

contendo a camada de óxido permanece "colada" à<br />

parede da câmara. Com isto elimina-se a presença de<br />

óxidos no produto. A casca é posteriormente removida<br />

da câmara.<br />

• Revestimentos como zirconia podem ser aplicados para<br />

prolongar a vida das matrizes, especialmente em<br />

matrizes para produção de tubos e barras.


Tipos de <strong>Extrusão</strong><br />

• Quanto ao método de aplicação da carga:<br />

– <strong>Extrusão</strong> convencional (já apresentado);<br />

– <strong>Extrusão</strong> por Impacto;<br />

– <strong>Extrusão</strong> Hidrostática.


Etapas do processo de extrusão<br />

• Lingote (sem<br />

oxidação) ou<br />

Tarugo (diâmetro<br />

maior que o<br />

pistão)<br />

• Aquecimento do<br />

lingote/tarugo –<br />

forno indução


Fluxo de metal no tarugo<br />

- Talão<br />

Todo tarugo tem, na sua superfície externa<br />

uma camada mais suja, com óxidos, poeira<br />

e óleo . No início da extrusão, o tarugo é<br />

comprimido contra a parede do recipiente<br />

e a superfície externa do tarugo adere<br />

contra a parede do recipiente.<br />

Como consequência, fica mais fácil para o<br />

centro do tarugo (mais “limpo”) sair<br />

primeiro no início da extrusão.


Fluxo de metal no tarugo -<br />

Talão<br />

A medida que a extrusão prossegue o<br />

metal do centro do tarugo vai se<br />

esgotando e a “casca”do tarugo vai<br />

acumulando em direção ao disco de<br />

pressão.


Fluxo de metal no tarugo<br />

- Talão<br />

Quando chegamos próximo ao final da<br />

extrusão, praticamente só existe o metal da<br />

“casca” do tarugo; nesse ponto, interompemos<br />

a extrusão e cortamos o talão. Se , no ponto<br />

indicado pela linha pontilhada, retirarmos uma<br />

amostra de macro da barra, veremos que a sua<br />

estrutura está “limpa”, sem presença de óxidos


Fluxo de metal no tarugo<br />

- Talão<br />

descarte de<br />

final<br />

Coring<br />

Se continuarmos a extrusão, os óxidos e a sujeira<br />

do tarugo penetrará na barra extrudada e se<br />

tirarmos uma amostra de macro na região<br />

indicada, veremos um anel de óxido no interior<br />

da peça, o que chamamos de “coring”.<br />

As vezes é necessário extrudarmos uma porção<br />

maior do tarugo do que está especificado na<br />

Prática Padrão; nesse caso teremos que fazer<br />

descarte de final


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

Quando utilizamos na extrusão ferramentas tubulares ou com “feeder”, no<br />

final da extrusão de um tarugo, o talão é cortado, mas deixa um resto de metal<br />

do tarugo “velho” na câmara do feeder, para garantir a emenda do perfil


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

... em seguida um novo tarugo é carregado, iniciando-se mais um ciclo de<br />

extrusão.


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

emenda<br />

Como já foi comentado anteriormente, o metal do centro do tarugo tem<br />

maior facilidade em escoar e quando se inicia a extrusão de um novo tarugo<br />

é esse metal que sai primeiro, formando o perfil


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

emenda<br />

Porém, ainda existe metal do tarugo “velho” que tem que ser extrudado; o<br />

que ocorre, então é uma mistura de metais do tarugo “velho” e novo. Como a<br />

superfície de contacto entre os dois tarugos está oxidada e suja, não existe<br />

uma soldagem perfeita entre os dois metais, o que compromete a utilização<br />

do perfil nessas condições (responsabilidade)


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

emenda<br />

A medida que o tarugo vai sendo extrudado, o metal “velho” que ainda está<br />

na câmara do feeder vai sendo consumido.....


Descarte de Início de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

emenda<br />

descarte<br />

....até que chega um ponto em que todo o metal da câmara se esgotou e<br />

somente o metal do tarugo “novo” está presente no perfil.<br />

Nesse ponto, é importante eliminar a mistura de metais dos dois tarugos,<br />

através do descarte de início de extrusão


Equipamentos de <strong>Extrusão</strong><br />

• Prensas hidráulicas verticais ou horizontais<br />

• Verticais: 300 a 2000 ton, alta taxa de produção,<br />

resfriamento uniforme, deformação simétrica (tubos de<br />

paredes finas).<br />

• Horizontais: 200 a 25000 ton.<br />

• Grandes velocidades de extrusão a altas temperaturas<br />

(2500 a 4000cm/min), para materiais que tem fragilidade à<br />

quente, velocidades menores.


Matrizes e Ferramentas<br />

• Resistentes a tensões elevadas, choques térmicos e<br />

oxidação<br />

• Dois tipos: matrizes de faces planas e matrizes com<br />

ângulos cônicos de entrada (utiliza lubrificantes).<br />

a) Matriz de faces planas<br />

b) Matriz de faces cônicas


Matrizes e Ferramentas


FORÇA DE EXTRUSÃO<br />

A força requerida para o processo depende da resistência do material, da<br />

relação de extrusão, da fricção na câmara e na matriz, e outras variáveis como<br />

a temperatura e a velocidade de extrusão.


FLUXO DE METAL<br />

• O fluxo do metal determina a qualidade e as propriedades<br />

mecânicas do produto final.<br />

• O fluxo do metal é comparável ao escoamento de um fluido<br />

num canal. Os grãos tendem a alongar-se formando uma<br />

estrutura com orientação preferencial. O fluxo inadequado<br />

pode causar inúmeros defeitos.<br />

• A técnica de observação do fluxo consiste em seccionar o<br />

tarugo ao longo de seu comprimento e marcar uma das faces<br />

com um quadriculado. As duas metades são então colocadas<br />

juntas na câmara e extrudadas. Após a extrusão as partes<br />

são novamente separadas para exame.<br />

• Na figura abaixo pode ser observado o resultado desta<br />

técnica, para três situações típicas da extrusão direta para<br />

matriz quadrada (ângulo da matriz de 90 0 ).


FLUXO DE METAL<br />

As zonas mortas nas figuras b e c, onde o metal fica praticamente<br />

estacionário nos cantos. A situação é similar ao escoamento de fluido num<br />

canal com cantos vivos e curvas.


<strong>Extrusão</strong> – principais variáveis<br />

• Tipo de extrusão (direta ou indireta)<br />

• Razão de extrusão (40:1 para aços e 400:1<br />

para alumínio)<br />

• Temperatura de trabalho<br />

• Velocidade de deformação<br />

• Condições de atrito


Velocidade<br />

• A velocidade do êmbolo aumenta a pressão de extrusão.<br />

• Baixas velocidades promove um resfriamento considerável no<br />

tarugo.<br />

• Para ligas de alta resistência necessita altas taxas de<br />

deformação.<br />

• As velocidades do pistão podem chegar até 0,5m/s. Geralmente,<br />

velocidades menores são recomendadas para o alumínio, magnésio<br />

e cobre, e velocidades mais altas para aços, titânio e ligas<br />

refratárias.


PARÂMETROS<br />

GEOMÉTRICOS


CLASSES DA EXTRUSÃO


EXTRUSÃO<br />

Os processos de extrusão podem ainda ser divididos<br />

pela temperatura da peça:<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

a frio<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

semi-aquecida<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

a quente<br />

•Elevada economia<br />

•Combinação com outros<br />

processos<br />

•Alta qualidade dimensional<br />

e superficial<br />

•Fabricação de peças<br />

complexas<br />

•Melhores propriedades<br />

mecânicas<br />

•Propriedades semelhantes<br />

às dos extrudados a frio.<br />

•Menor tensão de<br />

escoamento<br />

•Importância cada vez<br />

maior<br />

•Melhora da<br />

trabalhabilidade


EXTRUSÃO<br />

TARUGOS


EXTRUSÃO<br />

PRENSA HIDRÁULICA HORIZONTAL


EXTRUSÃO


EXTRUSÃO<br />

LINHA DE ESTIRAMENTO DE BARRAS


EXTRUSÃO<br />

PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS


EXTRUSÃO<br />

DEFEITOS EM PRODUTOS EXTRUDADOS


Ferramenta Sólida<br />

É uma Ferramenta feita com uma bolacha de aço especial onde formato<br />

do perfil é vazado diretamente na face.<br />

Esta ferramenta é utilizada para fabricação de perfis sólidos !!<br />

Tarugo<br />

Alumínio<br />

Carcaça<br />

Porta<br />

Matriz<br />

Feeder<br />

Anel<br />

Alimentador<br />

Ferramenta<br />

Sólida<br />

BA<br />

Backer<br />

Encosto<br />

BO<br />

Bolster<br />

Encosto<br />

Perfil<br />

Extrudado


Exemplos de ferramentas


Exemplos de ferramentas<br />

Ferramenta<br />

Tubular


Exemplos de ferramentas<br />

Ferramenta<br />

Sólida


Prensa de <strong>Extrusão</strong> em corte


Foto de uma Prensa de <strong>Extrusão</strong>


Foto de uma Prensa de <strong>Extrusão</strong>


Detalhe da Prensa<br />

Porta Matrizes


Detalhe da<br />

Prensa<br />

Carregando Tarugo


Detalhe da Prensa<br />

Saída de Perfis ( Boca da Prensa )


Detalhe da Prensa<br />

Saída de Perfis ( Boca da Prensa )


Equipamentos


EXTRUSÃO<br />

MATERIAIS E<br />

EQUIPAMENTOS<br />

• Tarugo<br />

• Forno ou Aquecedores<br />

• Matriz<br />

• Prensa Hidráulica<br />

• Punção ou haste do Embolo<br />

• Disco de Apoio<br />

• Recipiente<br />

• Disco de Pressão<br />

• Equipamento para Estiramento<br />

do Produto Extrudado


MATRIZ<br />

• Influencia diretamente na<br />

qualidade do produto<br />

• Perfis maciços ou<br />

tubulares<br />

• Polimento: Rugosidade<br />

muito baixa<br />

• Alta resistência à abrasão<br />

• Alta Dureza<br />

• Revestimentos<br />

Superficiais<br />

EXTRUSÃO


Equipamentos de extrusão:<br />

• prensas hidráulicas (horizontais para extrusão a quente e<br />

verticais para extrusão a frio) com capacidade de 1000 a 8000 T<br />

• ação contínua, por<br />

oleodinâmico<br />

acionamento hidro- pneumático ou


Equipamentos auxiliares:<br />

•sistemas de corte de barras<br />

•sistemas de retrocesso do pistão<br />

•fornos para aquecimento de tarugos (indutivos para maior rapidez<br />

e uniformidade de aquecimento)<br />

• controle da atmosfera de aquecimento<br />

<strong>Extrusão</strong> a quente •diversos componentes para localizar,<br />

guiar e extrudar o tarugo aquecido<br />

• defeitos causados por<br />

modos de escoamento<br />

incorretos (intrusão), por<br />

defeitos e impurezas na<br />

matéria-prima ou pela<br />

escolha inadequada da<br />

temperatura e velocidade de<br />

extrusão


Ferramentas de extrusão:<br />

•êmbolos, recipientes e matrizes fabricadas em<br />

aços para trabalho a quente, ligados ao Cr, V,<br />

Mo, W e Ni<br />

•em aços para trabalho a frio ligados ao Cr, V,<br />

Mo e W ou,<br />

•matrizes com núcleo<br />

produções<br />

de metal para grandes<br />

•matrizes com geometrias específicas para<br />

grupos de ligas metálicas extrudadas


Geometrias de<br />

matrizes<br />

a) Al puro, AlMn, AlMgSi<br />

b) AlCuMg, AlMg, AlZnMg<br />

c) MgAl, MgZnZr<br />

d) PbCu, PbSb<br />

e) CuZnPb<br />

f) CuCd, CuSb<br />

g) ligas de Zn<br />

h) aços<br />

i) Ligas de Ti<br />

k) Ligas de Ni, Cr (altas T)


PARÂMETROS<br />

GEOMÉTRICOS<br />

• Ângulo da Matriz α.<br />

• Relação de <strong>Extrusão</strong> que é o quociente<br />

entre as áreas das seções transversais do<br />

tarugo A 0 e do produto extrudado A f .


Outras variáveis do processo<br />

• Têm papel de influência no processo<br />

outras variáveis, entre as quais se<br />

destaca:<br />

– Temperatura do tarugo.<br />

– Velocidade de deslocamento do pistão.<br />

– Tipo de lubrificante.


Temperatura de extrusão<br />

• Operação realizada A QUENTE.<br />

• Temperatura mínima para que o metal apresente escoamento.<br />

• Temperatura máxima abaixo da temperatura de fragilização à quente<br />

(liquação)<br />

• Ordem de redução: 20:1<br />

• Ex aço T 1100° a 1200°C e as ferramentas pré-aquecidas a 350°C.<br />

• Produtos extrudados à quente: perfis estruturais, vergalhões, barras e tubos<br />

de aço e alumínio, cápsulas de projéteis, lâminas de helices e de turbinas


Temperatura de extrusão<br />

<strong>Extrusão</strong> A FRIO:<br />

‣ Também conhecida como extrusão por impacto.<br />

‣ Velocidade de extrusão maior que a quente;<br />

‣ Utilizado em metais como chumbo, estanho, magnésio<br />

‣ Pressões variam de 300Mpa até 3000Mpa<br />

‣ Prensas mecânicas verticais<br />

‣ Componentes de até 45kg e com comprimento de até 2m<br />

‣ Exemplos de peças extrudadas a frio são as latas, carcaças de<br />

extintores de incêndio, guarnições e braçadeiras para aviões, pistões<br />

de alumínio para os motores a explosão, cápsulas de projéteis,<br />

motores e cabeçotes de foguetes, cilindros hidráulicos e de<br />

amortecedores, pinos de êmbolo, etc..


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Temperatura de <strong>Extrusão</strong><br />

– Não deve ser muito alta para evitar gasto<br />

excessivo de energia, desgaste de elementos<br />

da máquina de extrusão e oxidação<br />

excessiva do tarugo;<br />

– Os tarugos (ou lingotes) de diâmetros<br />

menores exigem menor força de extrusão,<br />

mas a perda de temperatura se dá em<br />

velocidade maior apesar da área de contato<br />

com o recipiente ser menor.


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Temperatura de <strong>Extrusão</strong><br />

– O recipiente é comumente aquecido, mas para a<br />

extrusão de metais com temperaturas elevadas de<br />

trabalho, a temperatura do recipiente permanece<br />

abaixo dessa temperatura para evitar a perda de<br />

resistência mecânica e o excessivo desgaste.<br />

– Quanto maior for a velocidade de extrusão, menor<br />

será a perda de temperatura, pois menor é o tempo<br />

de contato entre o tarugo e o recipiente.


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

– Temperatura do recipiente<br />

Não deve ser muito diferente da temperatura do tarugo


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Velocidade de extrusão<br />

Trabalhar na maior velocidade de extrusão<br />

possível para obter:


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Pressão de <strong>Extrusão</strong><br />

I – Apresenta um elevado<br />

nível de pressão inicial para<br />

fazer passar o tarugo pela<br />

ferramenta;<br />

Depois cai com o avanço do<br />

pistão até um valor mínimo,<br />

para depois tender a crescer<br />

novamente quando o processo<br />

chega ao final com um resto<br />

de tarugo de movimento difícil<br />

pela ferramenta.


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Pressão de <strong>Extrusão</strong><br />

II –O nível de pressão inicial<br />

cai se for utilizado lubrificante<br />

na extrusão;


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Pressão de <strong>Extrusão</strong><br />

III.– Na extrusão Inversa a<br />

pressão se manteria<br />

idealmente constante;<br />

IV.– cresce realmente um<br />

pouco com o avanço do pistão,<br />

em decorrência dos resíduos<br />

de material retidos entre a<br />

ferramenta e o recipiente, que<br />

dificultam o movimento.


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Modos de escoamento.<br />

– O escoamento nem sempre se dá de forma<br />

simplificada devido ao forte efeito do atrito e à<br />

falta de uniformidade do material do lingote<br />

ou do tarugo, através de sua secção.


Controle do Processo de<br />

<strong>Extrusão</strong><br />

• Modos de escoamento.<br />

– Os modos de escoamento podem ser<br />

classificados em três tipos básicos:


Defeitos na <strong>Extrusão</strong><br />

• Linhas Internas de óxido<br />

• Formação de uma cavidade<br />

• Arrancamento<br />

• Bolhas


• Trinca superficial:<br />

• Ocorre quando a temperatura ou a velocidade é muito alta. Estas<br />

causam um aumento significativo da temperatura da superfície,<br />

causando trincas e rasgos. Os defeitos são intergranulares.<br />

Ocorrem especialmente em ligas de alumínio, magnésio e zinco,<br />

embora possam ocorrer em ligas de alta temperatura. Estes<br />

defeitos podem ser evitados reduzindo-se a velocidade de<br />

extrusão e diminuindo a temperatura do tarugo.<br />

• Cachimbo:<br />

• O tipo de padrão de fluxo do metal a arrastar óxidos e impurezas<br />

superficiais para o centro do tarugo, como num funil. Este defeito<br />

é conhecido como defeito cachimbo (ou rabo de peixe). O defeito<br />

pode se estender até um terço do comprimento da parte<br />

extrudada e deve ser eliminado por corte. O defeito pode ser<br />

minimizado alterando-se o padrão de fluxo para um<br />

comportamento mais uniforme, controlando a fricção e<br />

minimizando os gradientes de temperatura. Alternativamente o<br />

tarugo pode ser usinado ou tratado quimicamente antes da<br />

extrusão, removendo-se as impurezas superficiais.


• Trinca interna:<br />

• O centro do tarugo pode desenvolver fissuras que são<br />

conhecidas como trincas centrais, fratura tipo ponta de flecha<br />

ou chevron. O defeito é atribuído à tensão hidrostática de<br />

tração na linha central, similar à situação da região de<br />

estricção em um corpo em ensaio de tração. A tendência à<br />

formação de fissuras centrais aumenta com o crescimento da<br />

fricção e da relação de extrusão. Este tipo de defeito também<br />

aparece na extrusão de tubos.


<strong>Extrusão</strong> a frio<br />

•diversos estágios para obtenção de peças<br />

isoladas, como por exemplo, parafusos<br />

•defeitos causados por geometria inadequada<br />

das matrizes ou pela lubrificação insuficiente<br />

(“chevron”), ou pela deformação excessiva na<br />

extrusão (trincas)


DESTAQUES PARA PROJETO<br />

• Procurar simetria da seção transversal, evitar cantos<br />

vivos e mudanças extremas nas dimensões dentro da<br />

seção transversal.


Referências Bibliográficas<br />

• http://www.metalmundi.com/si/site/1106?idioma=portugues<br />

• www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf<br />

• www.cimm.com.br<br />

• BRESCIANI FILHO, Ettore (Coord.) Conformação plástica dos metais. 4.<br />

ed. Campinas: Ed. UNICAMP, 1991.<br />

• CHIAVERINI, Vicente,. Tecnologia mecânica: processos de fabricação e<br />

tratamento. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986. v. 2.<br />

• Dieter,G. E. Metalurgia Mecânica. Ed. Guanabara Dois, 2ª ed., 1.981.<br />

• GROOVER, Mikell P.. Fundamentals of modern manufacturing.<br />

HOBOKEN: John Wiley e Sons, 1999. 1061p.<br />

• PROCESSO de fabricação: (aulas 01 a 08). São Paulo: Globo, [199-?]. 1<br />

fita de vídeoVHS/NTSC, son., color.: (Telecurso 2000.Profissionalizante)

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