Extrusão
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O documento descreve o processo de extrusão, no qual o material é forçado através de uma matriz, adquirindo a forma desejada. Detalha os tipos de extrusão, como direta, indireta e hidrostática, e os materiais mais comumente extrudados, como alumínio e aço. Também aborda defeitos como trincas e suas causas, como altas temperaturas ou velocidades.
Extrusão
- 1. Extrusão Fabricação 1 Processos de conformação Fonte: CIMM - Centro de Informação Metal Mecânica
- 2. Extrusão A extrusão de peças metálicas é um processo amplamente usado para a produção de perfis de diversos materiais como os aços, alumínio e suas ligas e o cobre e suas ligas.
- 3. Na extrusão o material é forçado através de uma matriz, de forma similar ao aperto de um tubo de pasta de dentes. Formas resultantes: Praticamente qualquer forma de seção transversal vazada ou cheia pode ser produzida por extrusão. Como a geometria da matriz permanece inalterada, os produtos extrudados tem seção transversal constante.
- 4. EXTRUSÃO Processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz conformadora, com redução da sua seção transversal. A parte ainda não extrudada fica contida num recipiente ou cilindro (container) O produto pode ser uma barra, perfil ou tubo.
- 5. Características da Extrusão dependo da ductilidade do material a extrudar o processo pode ser feito: a frio a quente em altas temperaturas Cada tarugo é extrudado individualmente, caracterizando a extrusão como um processo semi-contínuo. O produto é essencialmente uma peça semi- acabada. A extrusão pode ser combinada com operações de forjamento, sendo neste caso denominada extrusão fria.
- 7. Uso - produtos mais comuns: quadros de janelas e portas trilhos para portas deslizantes tubos de várias seções transversais e formas arquitetônicas.
- 8. Produtos extrudados podem ser cortados nos tamanhos desejados para gerarem peças como: Maçanetas Trancas Engrenagens Em operação combinada com forjamento pode gerar componentes para automóveis, bicicletas, motocicletas, maaquinário pesado e equipamento de transporte.
- 9. Materiais comumente extrudados Aluminio Cobre Aço Magnésio Chumbo
- 10. Tipos de Extrusão Extrusão direta Extrusão Indireta (reversa, invertida) Extrusão Hidrostática Extrusão Lateral
- 11. Extrusão direta No processo básico , denominado direto um tarugo cilíndrico é colocado numa câmara e forçado através de uma abertura de matriz através de um pistão hidráulico. A abertura da matriz pode ser circular ou de outro formato. A extrusão também pode ser indireta, hidrostática ou por impacto. Extrusão direta
- 12. Extrusão Indireta (reversa, invertida) a matriz se desloca na direção do tarugo Extrusão Indireta
- 14. Extrusão Hidrostática o diâmetro do tarugo é menor que o diâmetro da câmara, que é preenchida por um fluido . A pressão é transmitida ao tarugo através de um pistão. Não há fricção nas paredes da câmara.
- 15. Extrusão Lateral o material do tarugo é forçado através de abertura lateral da câmara.Os eixos do punção e da peça tem diferentes direções ( ângulo reto). Extrusão Lateral
- 16. Fluxo do metal na Extrusão O fluxo do metal determina a qualidade e as propriedades mecânicas do produto final. O fluxo do metal é comparável ao escoamento de um fluido num canal. Os grãos tendem a alongar-se formando uma estrutura com orientação preferencial. O fluxo inadequado pode causar inúmeros defeitos. A técnica de observação do fluxo consiste em seccionar o tarugo ao longo de seu comprimento e marcar uma das faces com um quadriculado. As duas metades são então colocadas juntas na câmara e extrudadas. Após a extrusão as partes são novamente separadas para exame.
- 19. Extrusão a Quente É feita em temperatura elevada para ligas que não tenham suficiente ductilidade a temperatura ambiente, de forma a reduzir as forças necessárias.
- 20. Características A extrusão a quente apresenta alguns problemas : O desgaste da matriz é excessivo. O esfriamento do tarugo na câmara pode gerar deformações não-uniformes. O tarugo aquecido é coberto por filme de óxido ( exceto quando aquecido em atmosfera inerte) que afeta o comportamento do fluxo do metal por suas características de fricção e pode gerar um produto de pobre acabamento superficial.
- 23. Extrusão a Frio Desenvolvida nos anos 40 é o processo que combina operações de extrusão direta, indireta e forjamento. O processo foi aceito na indústria particularmente para ferramentas e componentes de automóveis , motocicletas, bicicletas, acessórios e equipamento agrícola. O processo usa tarugos cortados de barras laminadas, fios ou chapas.
- 24. Vantagens da extrusão a frio melhores propriedades mecânicas resultantes do encruamento controle das tolerâncias , requerendo pouca ou nenhuma operação posterior de acabamento melhor acabamento superficial , desde que a lubrificação seja eficiente eliminação do pré-aquecimento do tarugo custos competitivos . Alguma máquinas são capazes de produzir mais de 2000 peças/h
- 25. Extrusão por Impacto É similar a extrusão indireta e freqüentemente incluída na categoria da extrusão a frio. O punção desce rapidamente sobre o tarugo que é extrudado para trás. A espessura da seção extrudada é função da folga entre o punção e a cavidade da matriz.
- 27. Extrusão Hidrostática A pressão para a operação de extrusão é proveniente de um meio fluido que envolve o tarugo. Não existe fricção entre parede e tarugo. A extrusão por pressão aumenta a ductilidade do material , portanto materiais frágeis podem se beneficiar desta forma de extrusão.
- 28. As vantagens essenciais do método são: baixa fricção pequenos ângulos de matriz altas relações de extrusão Podem ser extrudados por este método uma grande variedade de metais e polímeros, formas sólidas, tubos e outras formas vazadas como favo de abelha e perfis.
- 29. Defeitos da Extrusão trinca superficial cachimbo trinca interna
- 30. Trinca superficial ocorre quanto a temperatura ou a velocidade é muito alta. Estas causam um aumento significativo da temperatura da superfície, causando trincas e rasgos. Os defeitos são intergranulares. Ocorrem especialmente em ligas de alumínio, magnésio e zinco, Estes defeitos podem ser evitados reduzindo-se a velocidade de extrusão e diminuindo a temperatura do tarugo.
- 31. Cachimbo Arrastamento de óxidos e impurezas superficiais para o centro do tarugo, como num funil. Este defeito é conhecido como defeito cachimbo ( ou rabo de peixe) . O defeito pode se estender até um terço do comprimento da parte extrudada e deve ser eliminado por corte. O defeito pode ser minimizado alterando-se o padrão de fluxo para um comportamento mais uniforme., controlando a fricção e minimizando os gradientes de temperatura.
- 32. Trinca interna Fissuras desenvolvidas no centro do tarugo que são conhecidas como: trincas centrais fratura tipo ponta de flecha chevron. O defeito é atribuído à tensão hidrostática de tração na linha central .A tendência à formação de fissuras centrais aumenta com o crescimento da fricção e da relação de extrusão . Este tipo de defeito também aparece na extrusão de tubos.