Escolhendo o melhor processo para o seu produto
Existem vários importantes fatores a considerar quando selecionamos o melhor processo a utilizar para a manufatura dos produtos incluindo:
- Tipo de material
- Resistência mecânica exigida
- Precisão das tolerâncias
- Nível de detalhes no produto final
- Sensibilidade da temperatura
- Perdas
Processos de forjamento/laminação:
Processo de conformação aquente é um processo de modificação de metal que usa matrizes e cilindros, forças compressivas e temperatura para moldar uma peça sólida de metal em blank/barra para uma forma desejada. Uma vez que um pedaço de metal é conformado a quente, pode ter que sofrer ainda usinagem para adicionar o detalhe necessário ou ser sujeito a tratamento térmico ou revestimento. Um forjamento pode ser classificado pela temperatura usada (quente, morno, forjamento a frio), ou por processo (forjamento de matriz aberta ou fechada), ou por tipo de material utilizado (aço, alumínio, latão ou bronze). Uma laminação pode ser de produto plano (chapa) ou longo (barra) sendo esta última em perfil simétrico ou especial.
Considerações para o processamento a quente:
Vantagens do forjamento/laminação
Integridade de estrutura do material: Desenvolvimento de alinhamento da microestrutura levando a aumentar a resistência do produto e alto nível de resistência do produto.
Custos - materiais processados a quente são geralmente menos custosos do que produtos fundidos pela maior produtividade. Geram pequena sucata e retrabalho. Equipamentos de forjamento são menos custosos que fundição (investimento).
Credibilidade - adequada e consistente ductilidade, conhecidos rendimentos e aumento da resistência pelo refino de grão na microestrutura e homogeneidade.
Deficiências
Nível de tolerâncias – Produtos produzidos por fundição não atendem requisitos muitos precisos de tolerância (porem podem ser melhores que a fundição convencional)
Operações Secundárias – em geral as peças forjadas exigem processos de acabamento para especificações bem precisas.
Limitações e defeitos – produtos conformados a quente podem limitar o perfil e podem criar defeitos de falha na superfície podendo estes ser removidos em operação posterior.
Processos de fundição:
Fundição é um processo de modificação de metal usando metal derretido derramado ou injetado em um molde preparado onde se solidifica e forma um produto moldado. Uma quantidade limitada de usinagem adicional pode ser necessária para o ajuste do metal moldado. Os tipos de fundição variam de acordo com os materiais de moldagem e processo, bem como as pressões de enchimento. Fundição por coquilha, fundição de precisão e fundição em areia são três importantes opções para fundição de metais. Fundição por coquilha tem ligeira vantagem sobre fundição de precisão ou por molde de areia, dependendo do tipo de materiais utilizados e o produto acabado que é desejado.
Considerações do forjamento:
Vantagens da fundição por coquilhas, fundição de precisão e por moldes de areia
Melhor tolerâncias – O molde de metal oferece a oportunidade de atingir melhor nível de tolerâncias nos detalhes das peças e especificações amis exatas.
Poucas operações secundárias – fundição proporciona um produto primário que requer menos operações de usinagem posterior.
Produção – uma vez criado o molde de fundição, o processo produtivo pode proporcionar um alto grau de produtividade.
Fraquezas da fundição
Microestrutura – produtos obtidos por fundição são porosos e sem a força da microestrutura alinhada.
Custos – ferramentas e matrizes são geralmente muito caras para a fundição.
Controle de processos – a fundição requer frequente monitoramento e inspeção para manter a qualidade e prevenir defeitos. Defeitos são corrigidos por soldagem de preenchimento.
A indústria de moldagem de metais tem feito grandes progressos com muita competência técnica nas últimas décadas através do uso de robótica e opções de desenho assistido por computador (CAD) para modelagem de produtos e testes de materiais. Estes avanços técnicos têm transformaram a indústria de uma tentativa e erros ou de habilidade individual para uma indústria de precisão com níveis pré-determinados de ganhos.
Referencia: Compass Anvil
Qualidade das peças forjadas x peças fundidas – II
Como os Forjados se comparam aos Fundidos
- Forjados são mais fortes.
- Os fundidos não podem obter os efeitos fortalecidos de trabalhos a quente e frio.
- Forjado supera o fundido em propriedades de resistência previsíveis.
- Produzindo resistência superior que é assegurada, peça a peça.
- Forjado refina os defeitos de lingotes ou barra de fundição contínua.
Um fundido não tem nem fibramento nem resistência direcional e o processo não pode prevenir a formação de certos defeitos metalúrgicos. Pré trabalhando o bloco forjado produzimos um fluxo de grãos orientado em direções que geram resistência máxima. Estruturas dendríticas, segregações da liga e imperfeições semelhantes são refinadas ao forjar.
Forjados são de mais confiança e menos dispendiosos
Defeitos de fundição ocorrem de várias formas. Em função do trabalho a quente refinar o tamanho de grão e criar alta resistência, ductilidade e propriedades de resistência, os produtos forjados são mais confiáveis. E eles são fabricados sem os custos adicionais para controle mais rigoroso do processo e inspeção que são requeridos na fundição.
Forjados oferecem melhor resposta ao tratamento térmico
Fundidos requerem controle mais preciso dos processos de derretimento e resfriamento porque pode ocorrer segregação da liga. Este resultado de reposta não-uniforme ao tratamento térmico pode provocar deformações de peças acabadas.
Forjados respondem de forma mais previsível no tratamento térmico e oferece melhor estabilidade dimensional
Produção flexível e de custo reduzido, os forjados se adaptam à demanda. Alguns fundidos, tal como fundidos de performance especial, requerem materiais caros e controle de processo e tempos de entrega mais longos. Matriz aberta e laminação de anéis são exemplos de processos de forjamento que adaptam a vários tamanhos de corridas de produção e possibilitam tempos de entrega mais curtos.
Material extraído do Site da Forging Industry Association – Associação das Industrias de Forjaria – EUA. – Tradução: Ylich Peter Schmitt – 26/12/2001.
