PUC-GO
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Disc.: Processos de Fabricação
Prof. Jorge Marques
Aulas 6
Processos de Conformação Mecânica
LAMINAÇÃO
Referências:
CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. II
Telecurso 2000. Processos de Fabricação.
BRESCIANI, E. F. et. al. ; Conformação plástica dos metais.
CONCEITOS
 Laminação é um processo de conformação que
consiste na passagem de um corpo sólido entre
dois cilíndricos que giram à mesma velocidade
periférica, mas em sentido contrário, forçando-o a
reduzir espessura.
 Para se obter uma determinada dimensão do
corpo, deve-se submeter a peça a sucessivos
passes através dos cilindros, com distâncias entre si
decrescentes.
ILUSTRAÇÃO
FORÇAS E RELAÇÕES
 Na laminação a passagem da peça pelos cilíndricos
ocorre através da ação da força de atrito que atua
na superfície de contato entre peças e os
cilíndricos. Essa força é proporcional ao ângulo de
contato.
 O volume do material se mantem praticamente
constante; pois, a variação de volume por
eliminação de “microbolhas” é desprezível;
Volume Entrada = Volume de Saída
FORÇAS E RELAÇÕES
FORÇAS E RELAÇÕES
• O arraste ocorre por atrito. Então, caso o ângulo de
ataque (α) seja demasiadamente grande, o cilindro
desliza sobre a peça e não haverá laminação.
• É preciso que:
tgα < µ
α < arctgµ
µ = coeficiente de atrito entre o material a ser
laminado e o cilindro de laminação
RELAÇÕES E FORÇAS
Volume de entrada = Volume de Saída
ℎ𝑒𝑏𝑒𝑙𝑒 = ℎ𝑠𝑏𝑠𝑙𝑠
𝒉, 𝒃 e 𝒍 são, respectivamente a altura (espessura), a
largura e o comprimento. Os índices e e s referem-se a
posição (entrada e saída, respectivamente) de um
determinado volume do material em laminação.
Sendo o comprimento 𝒍 por unidade de tempo igual a
velocidade (v) e desprezando-se a variação da largura,
tem-se:
ℎ𝑒𝑣𝑒 = ℎ𝑠𝑣𝑠
Nota: a largura é geralmente controlada e mantida constante.
RELAÇÕES E FORÇAS
FORÇAS E RELAÇÕES
FORÇAS E RELAÇÕES
Desenho Esquemático do sistema de acionamento de um laminador
Fonte: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/10090/10090_3.PDF
Força de Laminação
A determinação exata das forças necessárias para a laminação
é muito complexa. Modelos matemáticos foram desenvolvidos
para isso. Uma das Fórmulas é a de Dieter (1976):
𝐹=
2
3
𝜎𝑒𝑠𝑐
𝑏
𝑄
𝑒𝑄 − 1
𝑅(∆ℎ)
𝑄=
𝑇 = 𝐹 𝑅(∆ℎ)
𝑃 = 2𝜋𝑛𝑇/𝜂
𝐹 = força média de laminação (N).
𝜎𝑒𝑠𝑐 = tensão de escoamento do material laminado(N/mm²).
𝑏 = largura da placa (mm).
𝑅 = raio do cilindro de laminação (mm).
𝑛 = rotação por segundo
𝜂 = rendimento do sistema de transmissão.
𝑇 = torque de laminação.
𝑃 = potência da laminação.
𝜇𝑅𝛼
∆ℎ
Exercícios
1) Num passe de laminação, deseja-se reduzir de 50 mm
para 38 mm a espessura de uma placa, cujo comprimento
inicial é 1200 mm. Sendo µ = 0,28 o coeficiente de atrito
entre o cilindro e o metal a ser laminado e 𝑣𝑒 = 5 m/s a
velocidade de entrada nos laminadores.
Pede-se para determinar:
a) O máximo ângulo de ataque possível.
b) O diâmetro mínimo dos cilindros de laminação.
c) A velocidade de saída.
d) O comprimento final do produto laminado.
Exercícios
2) Reconsidere o exercício anterior e determine a
Potência necessária de laminação a 0,2 RPS; dados:
• Largura da placa = 200 mm
• 𝜎𝑒𝑠𝑐 = 350 N/mm²
• 𝛼 = 0,8𝛼𝑚á𝑥 (em radianos)
• 𝑅 = 𝑅𝑚𝑖𝑛 (calculado no exercício anterior)
Laminação a quente e a frio
Em todos os processos de conformação, a distinção
entre quente e frio é marcado pela temperatura de
recristalização.
QUENTE = temperatura superior à temperatura de
recristalização.
FRIO = temperatura igual ou inferior à de
recristalização;
Laminação a quente
A laminação de desbaste é normalmente realizada a
quente. Este processo possibilita:
1. Maior ângulo de ataque (maior redução por passe),
pois, com o aumento da temperatura, µ também
aumenta.
2. Menor esforço mecânico nos laminadores: o
material fica mais maleável com o aumento da
temperatura. No caso dos aços, o aumento da
maleabilidade é mais significativo, devido a
mudança sa estrutura cristalina de CCC para CFC.
Laminação a quente
Laminação de desbaste (a quente), continuação:
3. Recristalização automática, os passes seguintes não
necessitam de procedimentos de recristalização.
Por outro lado, na laminação a quente:
a) Exige mais adição de calor.
b) Há grande oxidação (perdas no material).
c) Deixa superfícies mal acabadas.
Laminação a frio
Utiliza-se na laminação de acabamento:
1. Produz encruamento, melhorando a resistência
mecânica.
2. Para sequência de passes é necessário recristalizar
entre etapas de encruamento.
3. Possibilita superfícies bem acabadas
LAMINADORES
 Os laminadores são classificados de acordo com o
número e arranjo de cilíndricos e os três tipos
principais são os laminadores duo, trio e quádruo.
 Nos cilindros de laminação podem-se distinguir
nele três partes básicas; corpo, pescoço e apoio.
ILUSTRAÇÃO
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
PROCESSO
PROCESSO
PROCESSO
Figuras 2.15 e 2.16 - ilustram a seqüência de processamento em instalações
de laminação a frio de chapas
PROCESSO
Figuras 2.15 e 2.16 - ilustram a seqüência de processamento em instalações
de laminação a frio de chapas
PROCESSO
PRODUTOS
PRODUTOS
PRODUTOS
Projetos dos passes de laminação
PRODUTOS
PRODUTOS
 Quanto a classificação dos produtos laminados
pode-se classificar em: produtos semiacabados
(blocos, placas, tarugos etc.) e produtos acabados
planos: perfis, trilhos etc. e não-planos: barras, fiomáquina, tubos sem costura etc.
PRODUTOS
Ilustração de produtos laminados
Defeitos da Laminação
Defeitos da Laminação
Vídeo