TREFILAÇÃO
• O que é: é uma operação em que a matéria-prima é estirada através
de uma matriz em forma de canal convergente (FIEIRA ou TREFILA) por
meio de uma força trativa aplicada do lado de saída da matriz.
• Processo em que se obtêm produtos com seções de geometrias
diversas pela tração desses produtos por uma matriz que define o
perfil do trefilado
TREFILAÇÃO - características
• Comumente realizado a frio
Encruamento
• Propriedades mecânicas controladas
• Pequenas reduções de seção por passe
TREFILAÇÃO - características
Recozimento intermediário necessário quando a
queda de dutilidade associada ao aumento da
resistência provoca a queda de conformabilidade
Tensão
Trabalho a frio
deformação
TREFILAÇÃO
MATÉRIA PRIMA
Barras e tubos extrudados (não-ferrosos) ou laminados
(ferrosos e não-ferrosos), decapados e limpos, com qualidade
superficial controlada e recozidos
TREFILAÇÃO
• Produtos mais comuns:
• Fios finos, perfis diversos
Os Tubos podem ser trefilados dos seguintes modos:
a) sem apoio interno (REBAIXAMENTO ou AFUNDAMENTO)(fig.a)
b) com mandril passante (fig.b)
c) com plug (bucha) interno (fig. c)
d) com bucha flutuante (fig.d)
TREFILAÇÃO
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
• Esforços predominantes de compressão indireta
• Atrito entre a matriz e material a trefilar
• Lubrificantes/refrigerantes
• Velocidade de trefilação: 10 m/s para fios de aço,
20 m/s para fios de cobre
TREFILAÇÃO
MECÂNICA DA TREFILAÇÃO
• Geometria da ferramenta (fieira)
• Cone de entrada – ângulo de entrada
• Cone de trabalho
Região de deformação
• Região de calibração – zona cilindrica
• Cone de saída - ângulo de saída
TREFILAÇÃO
MÁQUINAS DE TREFILAR
- Pode-se classificar os equipamentos para trefilação em dois
grupos básicos:
• Bancada de trefilação
utilizadas para a produção de componentes não bobináveis como barras e
tubos - comprimento limitado
- Tração é efetuada por cabeçote móvel
TREFILAÇÃO
Trefiladoras de tambor
• Com deslizamento
• Para fios de diâmetros pequenos
• O deslizamento dá-se no anel tirante
• Máquinas cônicas de trefilar com deslizamento
• Sem deslizamento
• Para arames, em que o anel tirante faz também o papel de
acumulador do produto trefilado
• Máquinas contínuas, com passes em linha
TREFILAÇÃO
As trefiladoras de tambor, portanto, podem ser classificadas em dois
grandes grupos, a saber:
1) Duplas para arames médios
2) Múltiplas (contínuas) para arames médios a finos.
Trefilação dos arames de aço
Etapas do processo:
• Matéria-prima: fio-máquina (vergalhão laminado a quente)
• Descarepação: Mecânica (descascamento):dobramento e escovamento
Química: (decapagem): com HCl ou H2SO4 diluídos
• Lavagem: em água corrente
• Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)2 a 100ºC a fim de
neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame e servir de suporte
para o lubrificante de trefilação.
• Secagem: (em estufa) – também remove H2 dissolvido na superfície
• Trefilação: Primeiros passes a seco ,eventualmente, recobrimento com Cu ou Sn e
trefilação a úmido
TREFILAÇÃO
LUBRIFICAÇÃO
• Por imersão ou por aspersão
• Lubrificantes
• Seca: sabões sólidos em pó
• Úmida: soluções ou emulsões de óleos em água
• Pastas e graxas
EQUIPAMENTOS AUXILIARES
•
•
•
•
•
Afinadoras de ponta
Soldadoras topo-a-topo
Decapagem
Fornos para recozimento (contínuo ou estático)
Linhas de revestimento superficial
Carga de trefilação:
Para cada passe de trefilação, a carga pode ser estimada pela expressão:
No caso de trefiladoras múltiplas, o arame pode ficar sujeito à uma tração
a ré a partir da 2ª fieira - a tensão de trefilação aumenta mas a pressão
de contato diminui, diminuindo o desgaste da fieira
Para cada redução dada, existe um ângulo ótimo “”, que é aquele que
minimiza a carga e conseqüentemente, o trabalho total de trefilação
Modos de deformação na trefilação
a) Se o ângulo de abordagem da fieira for superior a um certo valor crítico
cr1, ocorre um cisalhamento interno no material, separando-se uma zona
que se adere a fieira e forma uma “falsa matriz” (zona morta) através da
qual prossegue a trefilação
b) Se o ângulo de abordagem excede um outro valor crítico:
Modos de deformação na trefilação
• a zona morta formada não adere à fieira e sim desliza para trás
(DESCASCAMENTO): a camada superficial da peça se destaca e o núcleo
da mesma deixa de se deformar, atravessando a fieira com velocidade de
saída igual à de entrada.
TREFILAÇÃO
DEFEITOS EM PRODUTOS TREFILADOS:
• Devidos a defeitos nas ferramentas (desgaste, desvios de forma)
• Devidos a irregularidades na matéria-prima (desvios de forma,
textura irregular, vazios internos, inclusões, fissuras)
•
•
•
•
Escalonamento do diâmetro
Fratura com estrangulamento (estricção acentuada)
Fratura com risco lateral ao redor da marca de inclusão
Fratura com trinca aberta
• Fraturas taça-cone
• Marcas em “V” e fratura em ângulo
Durante a trefilação as camadas mais internas da peça não recebem compressão
radial, mas são arrastadas e forçadas a se estirar pelo material vizinho das camadas
superficiais, que sofrem a ação direta da fieira.
Tal situação (deformação heterogênea) gera tensões secundárias trativas no núcleo
da peça, que pode vir a sofrer um trincamento característico, em ponta de flecha.
A melhor solução é diminuir a relação D/L, o que pode ser feito empregando-se uma
fieira de menor ângulo (a), ou então aumentando-se a redução no passe (em outra
fieira com saída mais estreita) .
FIM