Conformação a frio ou quente? Qual devo escolher?

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. 

Conformação de Peça de ferro em alta temperatura sendo martelada, processo conhecido como Forjamento.



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!

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