Conformação a frio ou quente? Qual devo escolher?

Entenda mais sobre cada processo e escolha qual a melhor opção para fabricar seu produto.

Se você trabalha com projetos de engenharia, muito provavelmente já se deparou com uma peça que deveria sofrer o processo de conformação. Neste momento, é natural, em seguida, fazer o seguinte questionamento: devo conformar a frio ou a quente? Ou ainda a morno?

Para responder estas perguntas, primeiro precisamos definir o significado de conformação.

O que é?

A conformação é a mudança do formato de uma peça, ao aplicar uma determinada força sobre ela. Essa mudança é uma deformação plástica, ou seja, permanente, ao contrário de uma deformação elástica, que é temporária. 

A temperatura do processo é um fator muito importante, pois confere características essenciais muito diferentes ao material trabalhado. Essas características são as propriedades mecânicas da peça, que interferem no funcionamento e interação da peça com o meio externo.

Alguns exemplos de processos de conformação são a trefilação, a estampagem, o forjamento, a laminação, e a extrusão. Se quiser saber mais sobre estes processos em si, clique aqui.

Antes de mostrar os tipos de conformação, vamos primeiro relembrar alguns termos:

Dureza

A Dureza é uma propriedade do material que determina sua resistência contra cortes, flexão, abrasão, ou seja, sua resistência à deformação plástica.

Ductilidade

Ao contrário da dureza, a Ductilidade diz respeito à deformação que uma peça pode suportar antes de sua fratura.

Assim, o oposto de um material dúctil é um material frágil, como por exemplo um tijolo. Ele é muito utilizado para construir muros e paredes por ser duro e resistente à cargas externas, porém, é um material que não se deforma com facilidade. É isso que o caracteriza como frágil.

Portanto, podemos estabelecer que: a medida que um material vai aumentando sua dureza, aumenta também sua resistência e diminui sua ductilidade.

Conformação a Frio

A conformação a frio é caracterizada pelo encruamento, quando a deformação acontece abaixo da temperatura de recristalização do material, ou seja, de 0 a 0,3TF (0 a 30% da temperatura de fusão do material). Isso causa o aumento de discordâncias na estrutura cristalina, que resulta, portanto, no aumento de sua resistência e dureza. Porém, isso tende a reduzir a ductilidade do material também, isto é, sua elasticidade.

Depois de conformadas, é comum que seja feito o recozimento das peças trabalhadas a frio para melhorar suas propriedades mecânicas. Isso acontece porque muitas vezes a conformação a frio gera tensões internas dentro do material, que são corrigidas com o recozimento, um processo de aquecimento do material.

Os materiais mais indicados para este processo são:

• Aços com baixo teor de carbono
• Aços de baixa liga
• Alumínio
• Cobre

Dessa forma, a conformação a frio é recomendada para peças que necessitem ter boa resistência à tensão e tração, e contra indicada para peças que sofrerão grande impacto ao longo de sua vida útil, devido à sua fragilidade.

Vantagens

• Produto final com elevada dureza
• Ausência de fornos e processos em alta temperatura
• Maior precisão geométrica
• Melhor acabamento final

Desvantagens

• Necessidade de recozimento
• Material pouco dúctil
• Grandes cargas necessárias para deformação do material
• Difícil em chapas muito espessas

Conformação a quente

Quando o material é aquecido a temperaturas superiores à 0,5TF, o processo é caracterizado como trabalho a quente. Em aços, este valor pode chegar a 1400ºC. Ao aquecer o tarugo, a sua resistência diminui e sua ductilidade aumenta, tornando possível uma conformação mais fácil, sem a necessidade de um maquinário secundário.

Além disso, ela requer menos energia para deformar a peça, diminui a probabilidade de aparecimento de trincas e elimina bolhas e poros.

Vantagens

• Maior ductilidade à mais resistência ao impacto
• Menos energia para deformar o metal
• Refinação e recristalização dos grãos
• Eliminação de bolhas, poros e menor chance de trincas
• Viável para chapas grossas

Desvantagens

• Equipamentos especiais, como fornos e ferramentas de manipulação
• Expansão e contração durante o processo dificulta a precisão da peça final
• Menor dureza
• Desgaste das ferramentas utilizadas no processo

Conformação a morno

A conformação a morno ocorre em temperaturas intermediárias, aproximadamente entre 30% e 50% da temperatura de fusão do material(0,3 a 0,5TF).

O trabalho a morno apresenta melhor acabamento superficial e melhor precisão geométrica se comparado com o trabalho a quente, pois sua menor temperatura causa menores expansões e contrações térmicas.

Em relação ao trabalho a frio, o trabalho a morno apresenta redução na energia para deformação dos materiais, o que torna mais fácil a conformação de peças complexas e resistentes. Além disso, não é necessário recozimento, que geraria perda de tempo, dinheiro e energia.

Vantagens

• Maior precisão geométrica
• Menos energia para deformação (se comparado à conformação a frio)
• Melhor acabamento superficial
• Fornos não precisam atingir temperaturas tão elevadas

Desvantagens

• Os tarugos podem requerer decapagem
• Utilização de lubrificantes
• Mais energia para deformação(se comparado à conformação a quente

Conclusão

Com todos os dados acima, agora você pode escolher o melhor processo para sua indústria sem fazer investimentos desnecessários e adquirindo o melhor produto final.Restou alguma dúvida? Pode entrar em contato com a gente!