extrusão_lsj 2014 1-1

Material original elaborado pelo Prof. Hlio Cordeiro de Miranda - Engesolda

Processos de Conformao

Plstica (TE 0166)

Prof. Luiz Soares Jnior

Universidade Federal do Cear UFC

Departamento de Engenharia Mecnica e de Produo - DEMP

Material adaptado da apostila do Prof. Hlio Cordeiro - UFC

EXTRUSO

2014-1

Processos de

Conformao Plstica

Extruso

Observao: ler captulo sobre Trefilao na

apostila.

Pginas 75 a 86

Objetivos da disciplina

O aluno dever ao final:

Conhecer os principais processos de fabricao por

conformao plstica, suas caractersticas tcnicas,

capacidade produtiva e limitaes.

Extruso - Introduo

um processo de conformao plstica relativamente recente

com explorao comercial no sculo IX com tubos de chumbo.

No sculo XX (1930), deu incio a extruso de tubos de ao;

Ganhou mais destaque na segunda guerra mundial com a

produo de perfil de alumnio para aviao.

Extruso um processo de conformao plstica que se realiza atravs

passagem de um tarugo ou lingote (colocado dentro de um recipiente)

pela abertura existente no meio de uma ferramenta. O material

forado a passar pela ferramenta (matriz) pela fora de compresso de

um pisto acionado hidraulicamente ou pneumaticamente.

Metais canos, cantoneiras, perfis em geral;

Cermicos tijolos, telhas, canos;

Polmeros: canos, perfis em geral;

Alimentos processamentos de alimentos em geral.

Aspectos Gerais

Extruso

Aspectos Gerais

Geralmente o processo de extruso realizado a quente,

de forma que possvel aplicar ao metal extrudado

intensos trabalhos de deformao a frio adicionais, como

os da trefilao.

Extruso

Aspectos Gerais

A extruso pode ser classificada como um processo de

compresso indireta pois, so as paredes internas da

ferramenta que provocam a compresso sobre o

tarugo.

Extruso

Aspectos Gerais

Etapas do processo

Extruso

Aspectos Gerais Tipos de Extruso

De acordo com o movimento relativo entre o material

extrudado e o pisto ou a matriz que pressiona o metal, a

extruso pode ser classificada como: extruso direta,

extruso indireta.

Na extruso direta o pisto age sobre o tarugo, forando a sua

passagem pela ferramenta, provocando uma intensa ao de atrito

entre o tarugo e o recipiente

Extruso

Extruso

EXTRUSO DIRETA

Extruso

Aspectos Gerais Tipos de Extruso

Na extruso inversa, o pisto geralmente se mantm fixo e o tarugo

com o recipiente avanam em sua direo, tornando inexistente o

atrito entre o tarugo e o recipiente.

Aspectos Gerais

Extruso a frio - denominao se refere a um

termo geral empregado freqentemente para

especificar uma combinao de processos, tais

como extruso direta e inversa e forjamento em

matriz.

Extruso

Aspectos Gerais

Extruso

EXTRUSO A FRIO

Aspectos Gerais

Extruso

EXEMPLO DE EXTRUSO A FRIO CORPO DE VELA DE IGNIO

Aspectos Gerais

Extruso

EXEMPLO DE EXTRUSO A FRIO

Aspectos Gerais

Extruso

EXTRUSO LATERAL

Aspectos Gerais

Extruso

A presso para a operao

de extruso proveniente

de um meio fluido que

envolve o tarugo. No existe

frico entre parede e

tarugo .

Presses da ordem de 1400 MPa;

Fluido: leo vegetal, cera, vidro etc.

Aspectos Gerais

Extruso

similar a extruso indireta e freqentemente includa na

categoria da extruso a frio. O puno desce rapidamente

sobre o tarugo que extrudado para trs.

Variveis do Processo

As propriedades dos produtos extrudados so afetadas por

inmeras variveis, dentre as quais se destacam:

Caractersticas do material;

Temperatura de trabalho;

Velocidade de extruso;

Condies de lubrificao;

Geometria da Ferramenta;

Presso de extruso;

Modos de escoamento.

Extruso


Caractersticas do material

anisotropia

material com estrutura heterognea;

Temperatura de trabalho

Conferir elevada trabalhabilidade plstica ao metal;

Evitar gasto excessivo de energia, desgaste, perda de

resistncia mecnica dos elementos da mquina de

extruso e oxidao excessiva do tarugo (ou lingote)

para extrudar ;

Extruso

Extruso


Temperatura de trabalho (a quente)


Velocidade de extruso - velocidades mais elevadas, para maior

produo e menor perda de temperatura do tarugo

Deve-se considerar em conjunto com a presso e

temperatura para um ajuste adequado;

Extruso


Condies de lubrificao;

Tm influncia indireta sobre o modo de escoamento e fora

de extruso

Exemplos de lubrificantes: o vidro, a grafita e leos com

grafitas

Materiais no ferrosos geralmente so extrudados a

quente sem lubrificantes

Para extruso a frio cobre-se o tarugo de ao com uma

camada de fosfato e/ou sulfetos aditivos para receber o

lubrificante

Extruso


Geometria da ferramenta;

Ferramentas cnicas e retas

Extruso


Presso de extruso;

dependente de vrios fatores, (temperatura, velocidade

de trabalho, geometria da ferramenta, etc), porm a

intensidade de reduo da rea a que mais influencia.

Extruso

Extruso


Presso de extruso;

Extruso Variveis do Processo

A presso de extruso aproximadamente uma funo linear do

logaritmo natural de R :

f

O

AA

R

f

OOC A

AAP ln

R a relao de extruso, ou relao de reduo da rea, definido

pelo quociente entre a rea da seo transversal inicial Ao e a rea da

seo transversal final Af :



Influenciam as propriedades e a qualidade do produto

extrudado, inclusive a presena de defeitos.

Extruso

Extruso Variveis do Processo




Extruso

Zonas mortas nas figuras b) e c) , onde o metal fica praticamente estacionrio nos

cantos.

Aplicaes

A extruso pode ser aplicada para materiais ferrosos e

no ferrosos

Para aos, o processo de extruso tem emprego limitado

devido as condies de trabalho adversas.

O alumnio, o cobre e suas ligas so os materiais mais

extrudados.

Extruso

Aplicaes

Extruso

Aplicaes

Exemplos de aplicaes

Extruso

http://www.abal.org.br/aplicacoes/introducao.asp Ford GT

Aplicaes

Exemplos

Extruso

Aplicaes

Exemplos de aplicaes tubos e corpos ocos

Extruso

Defeitos dos produtos

Os defeitos que podem aparecer nos produtos

extrudados so: vazios internos na parte final do

extrudado, trincas de extruso, falta de coeso,

escamas superficiais, riscos de extruso, incluses

de partculas de material estranho, bolhas

superficiais.

Extruso


Extruso

ftp://www.cefetes.br/Cursos/EngenhariaMetalurgica/Marcelolucas/Disciplinas/Conformacao/Extrusao/Apres_Extrusao.pdf


Os defeitos surgem devido ao elevado atrito na superfcie

do tarugo e ao escoamento menos uniforme.

O defeito de intruso pode ser eliminado extrudando apenas

70% do comprimento do lingote, ou usinando o lingote para

retirar a casca de xido, ou ainda, usando um disco de

extruso de dimetro menor (1,5 a 2,0 mm) que deixa uma

casca no recipiente (soluo mais usada).

Extruso

Defeitos dos produtos - Intruso

Extruso


Exemplo de defeito de falta de coeso:

Extruso

O centro do tarugo pode desenvolver fissuras que so conhecidas como

trincas centrais, fratura tipo ponta de flecha ou chevron. O defeito

atribudo tenso hidrosttica de trao na linha central , similar situao

da regio de estrico em um corpo em ensaio de trao.


Exemplo de defeito de falta de coeso:

Extruso

Equipamentos empregados

Resumidamente, os equipamentos de extruso so

constitudos pela mquina de extruso e pela ferramenta.

A mquina de extruso composta pelo:

sistema de alimentao do fluido sob presso;

pisto de extruso;

recipiente e camisa;

conjunto suporte da ferramenta e estrutura.

Deve-se considerar ainda o forno de aquecimento dos

tarugos ou lingotes.

Extruso

Extruso Equipamentos empregados

Prensas hidrulicas de extruso:

Prensas verticais:

So de uso especial (extruso de tubos de paredes finas);

Raramente excedem 1200 tf de capacidade.

Prensas horizontais:

Grande capacidades (at 14 000 tf);

So as mais utilizadas na extruso de metais.

Extruso


Extruso


PRENSA DE

EXTRUSO

HORIZONTAL

Extruso


PRENSA DE

EXTRUSO VERTICAL

Extruso

Outros equipamentos empregados

Equipamentos para estiramento dos produtos extrudados:

O produto extrudado ao sair da prensa de extruso deve ser retirado do

local para permitir o bom andamento da produo.

O equipamento de estiramento constitudo de:

Mesa inicial da prensa;

Puxador do produto (automtico com velocidade regulvel);

Mesa de arrefecimento do produto;

Mesa para controle dimensional e armazenamento.

Extruso

Outros equipamentos empregados

Equipamento para endireitamento e alinhamento dos produtos

extrudados:

Geralmente os produtos extrudados saem da prensa com

certas imperfeies dimensionais e de forma devido as variaes

no gradiente de tenses internas no material, impostas pelo

prprio processo de extruso.

Para corrigir tais imperfeies so utilizados esticadores

e mquinas de roletes que corrigem os contornos dos perfis.

Tambm so realizados tratamentos trmicos de alvio de

tenses, para o caso de extruso de metais.

Extruso

Equipamentos empregados (Matrizes)

Extruso


As ferramentas podem apresentar diversos tipos perfis,

sendo que a escolha depende do tipo de metal a ser

trabalhado e da experincia acumulada em cada

condio de trabalho.

Um pequeno arredondamento (raio) feito na entrada

para evitar a quebra ou deformao.

Extruso


O material da ferramenta de extruso pode ser ao ligado

com a caracterstica de manter a elevada dureza em

temperaturas de trabalho superiores a 600 oC.

A ferramentas normalmente so cnicas (ngulo de 90 a

120o) para melhorar o escoamento do material.

Extruso


Configurao da ferramenta

Extruso

Controle geomtrico e dimensional

As tolerncias na faixa de 0,25 - 2,5 mm que aumentam com as

dimenses da seo transversal.

O controle do processo de extruso difcil de ser realizado

face ao elevado nmero de fatores e as interaes existentes.

o controle do processo pode ser realizado por meio de:

anlise das propriedades mecnicas e caractersticas

metalrgicas na forma de matria prima e produto final,.

ensaios metalogrficos convencionais.

Extruso Controle geomtrico e dimensional

Anlise das condies de processamento ligadas ao

desempenho da mquina de extruso e ao comportamento

do material durante o processo de extruso so muito

importantes.

Como exemplo, pode-se citar a tcnica que emprega

materiais plsticos transparentes contendo pequenas esferas

coloridas, que aps a deformao se transformam em

elipsides.

Sites pesquisados

Fontes:

http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6503-tipos-de-extruso

http://www.metalmundi.com/si/site/0134

http://www.norbertocefetsc.pro.br/pfb_conformacaoii.pdf

extrusão_lsj 2014 1-1

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