AS MÁTERIAIS E MÉTODOS

INTRODUÇÃO

O Forjamento é um processo de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem. É usado para a fabricação de produtos acabados ou semiacabados de alta resistência mecânica.

Embora também existam os processos de forjamento à frio, o principal processo continua sendo à quente.

MÁTERIAIS E MÉTODOS

Hoje em dia o forjamento é feito através de equipamento pela aplicação individualmente e intermitente de pressão pelos martelos de forja e pela prensagem. O forjamento por martelamento pode ser feito com aplicação de golpes rápidos e sucessivos no metal, a pressão máxima ocorre quando o martelo bate no metal, decrescendo rapidamente de intensidade à medida que a energia do golpe é absorvida na deformação do material. O martelamento produz deformação principalmente nas camadas superficiais das peças. Pontas de eixo, bicos de turbina e virabrequins são alguns materiais forjados e conformados por martelamento.

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(Prensa)                                                      (Martelamento)

Os martelos de forja aplicam uma força repetitiva sobre um material através de uma massa de 200 a 3000 KG, que caem livremente ou são impulsionados de 1 a 3,5 metros.

 Na prensagem, o material fica sujeito à força de compressão em baixa velocidade e a pressão máxima é atingida pouco antes da carga ser retirada. A força é aplicada gradativamente para que as camadas mais profundas da estrutura do material possam ser atingidas, tornando a deformação mais regular do que no martelamento.

No forjamento por prensagem as prensas mecânicas de curso limitado são acionadas por eixos excêntricos que podem aplicar cargas entre 100 e 8000 toneladas, já as prensas hidráulicas podem ter grandes cursos e podem ser acionadas por pistões hidráulicos, sua capacidade de aplicação de cargas fica entre 300 e 50.000 toneladas e são bem mais caras.

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    (Prensa)                                                                       (Martelo)

As operações de forjamento são realizadas à quente em temperaturas superiores à de recristalização do material, as peças devem ser aquecidas uniformemente a temperaturas adequadas. O material pode ser aquecido em fornos de câmara, fornos de atmosfera controlada ou por indução..

Toda operação de forjamento precisa de uma matriz que fornece o formato final da peça, elas são submetidas a altas tensões de compressão, alta solicitações térmicas e choques mecânicos. Por essas complicadas condições de trabalho as matrizes são feitas de blocos de aços liga que foram forjados e tratados termicamente. E quando as solicitações são maiores, elas são fabricadas com o metal duro.

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O forjamento pode ser feito em matrizes abertas ou em matrizes fechadas. No forjamento de matrizes abertas ou forjamento livre, as matrizes têm formato simples. Primeiro vem o corte do metal em barra (corte do blank), depois de cortado, o metal é aquecido no forno e então recebe o forjamento propriamente dito. No final, a peça é resfriada e rebarbada. O forjamento livre é recomendado para produção de pequenos números de peças, mas que tenham um tamanho grande como, eixos de navios, turbinas, virabrequins e anéis de grande porte.

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No forjamento em matrizes fechadas, o material recebe o formato da cavidade esculpida na matriz, e por isso existe uma forte restrição ao escoamento do material pelas laterais. Essa matriz terá duas metades, a metade de baixo fica presa a bigorna e nela é posta o material aquecido, a outra metade fica presa no martelo ou na parte superior da prensa que cai sobre a metade inferior e faz o material escoar e preencher a cavidade da matriz.

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A peça final acabada geralmente não é conformada em um só golpe, pois tanto o comprimento quanto a extensão por onde o material vai escoar são pequenos. Para a confecção de uma única peça, são necessárias várias matrizes com cavidades correspondentes aos formatos intermediários que o produto vai adquirindo durante o processo de fabricação. A matriz apresenta uma cavidade extra em sua periferia para conter o excesso de material e garantir o seu preenchimento durante o forjamento. Esse excesso é retirado da peça logo depois por corte (Um dos problemas do forjamento por matriz fechada).