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Anderson Alves 20140700

Rafael Barros 20051618

Renan Silva 20076046

A trefilação é um processo mecânico de conformação plástica dosmetais para a obtenção de fios, barras e tubos com propriedadesmecânicas , superficial e dimensional controladas.

A trefilação se realiza pela operação de conduzir um fio (ou barra outubo) através de uma ferramenta denominada fieira, de formatoexterno cilíndrico e que contém um furo em seu centro, por ondepassa o fio. Esse furo, com diâmetro decrescente apresenta um perfilna forma de funil curvo ou cônico.

O processo de trefilação ocasiona uma redução no diâmetro e umaumento no comprimento da peça, porém mantendo o volume docorpo inalterado.

Geometrias de Fieiras

No processo a matéria-prima é puxada contra uma matriz(fieira) em forma de funil por meio de uma força de traçãoaplicada do lado de saída da matriz. O escoamento plástico éproduzido principalmente pelas forças compressivasprovenientes da reação da matriz sobre o material.Normalmente realiza-se a operação a frio.

Por esse processo, é possível obter produtos de grandecomprimento contínuo, seções pequenas, boa qualidade desuperfície e excelente controle dimensional.

Matéria-prima:

Barras e tubos extrudados (não-ferrosos) ou laminados(ferrosos e não-ferrosos), decapados e limpos, com qualidadesuperficial controlada e recozidos .

A matéria-prima a ser trefilada é chamada de “fio-máquina”.Ela deve ser apontada, para facilitar a passagem pela fieira, epresa por garras de tração que vão puxar o material para que eleadquira o diâmetro desejado.

Fios-máquina

Fieira:

A fieira é uma ferramenta de metal duro ou diamante cilíndricaque contém um furo no centro por onde passa o fio, e cujodiâmetro vai diminuindo. Assim seu perfil apresenta o formato deum funil.

a - Cone de entrada: permite o acesso dabarra e do lubrificante às partes de trabalhoda fieira.

b - Cone de trabalho: a deformação na barraocorre nesta área.

c - Cilindro de Calibração: onde ocorre oacomodamento do material.

d – Cone de saída: a barra sai da fieiraatravés desta zona. A altura da zona desaída deve ser adequada de forma a darsuporte e tensão mecânica axial produzidapelo processo.

Tipos de Fieiras:

Fieiras de diamante:

Basicamente, o processo de trefilação compreende as seguintesetapas:

1. Obtenção do fio-máquina 2. Descarepação

3. Trefilação 4. Tratamento térmico

1. Obtenção do fio-máquina:

• A etapa baseia-se basicamente na laminação e usinagem para aprodução do fio máquina.

• Inicialmente prepara-se o apontamento do material para que elepossa passar pela fieira e ser pinçado pela máquina. O apontamentodo material ocorre através de prensas laminadoras ou fresadoras.

2. Descarepação:

• Esta etapa realiza o tratamento químico ou mecânico para a retiradada “carepa”, que são rebarbas indesejadas na superfície da peça.

• O tratamento químico é o uso de ácido Sulfúrico diluído em água napeça. Já o processo mecânico é o jateamento de granalha de ferro napeça, que apesar de ser mais caro, agride menos o meio ambiente.

Processo mecânico Tratamento químico

Decapagem

Rebarbação

3. Trefilação:

• O fio-máquina já tratado (submetido a limpeza, recobrimento esecagem) é então colocado na trefiladora, através da fieira e é puxadopor um “carro” promovido de mordentes, realizando-se a etapasupracitada.

Trefilação - Sem deslizamento

Trefilação - Com deslizamento

4. Tratamento térmico:

• O material passa pelo tratamento térmico (recozimento,patenteamento, têmpera, revenimento, etc) para alívio de tensões,restabeler ductilidade e/ou obtenção de propriedades mecânicasdesejadas. Depois passa pelo endireitamento, através de rolos emsérie que giram a barra garantindo que ficarão retas, para ter certezadas suas propriedas e da sua forma geométrica.

Recozimento

Têmpera Forno de recozimento

Endireitamento

Para a trefilação propriamente dita, existem dois tipos básicos demáquinas de trefilar:

Sem deslizamento - Nessa máquina, o fio é tracionado, ou seja,puxado, e depois de passar pelo furo da fieira, ele vai para um aneltirante que acumula o fio antes de liberar sua movimentação emdireção a uma segunda fieira onde o processo se repete. Isso é feitoquantas vezes forem necessárias para obter a bitola desejada para ofio. Ao término desse processo, o fio é enrolado em uma bobinadeira.

Com deslizamento - Essa máquina é usada para a trefilação defios metálicos de pequeno diâmetro. Nela, o fio parte de umabobina, passa por uma roldana e segue alinhado até a primeirafieira. Na saída da fieira, o fio é tracionado por um anel tirante e éenrolado nele com um número de voltas que depende da força doatrito necessária para tracionar o fio através da primeira fieira.

O movimento helicoidal do fio provoca seu deslizamentolateral pelo anel e o sistema prossegue dessa forma para asdemais fieiras e anéis.

(a) - Diâmetro escalonadoCausa: partículas duras que ficam retidas na

fieira e que depois se desprendem.

(b) - Fratura irregular com estrangulamentoCausas: esforço excessivo devido a lubrificação

deficiente, excesso de espiras no anel tiranterugoso, anel tirante com diâmetro incorreto oudevido a redução excessiva.

(c) - Fratura com risco lateral ao redor da marcade inclusão - Causa: partícula dura inclusa no fioinicial proveniente da laminação ou extrusão).

(d) - Fratura com trinca aberta em duas partesCausas: trincas provenientes da laminação.

(e) - Marcas na forma de V ou fratura em ânguloCausas: redução grande e parte cilíndrica pequena com inclinação dofio na saída, ruptura de parte da fieira com inclusão de partícula nocontato fio-fieira, inclusão de partículas duras estranhas.

(f) - Rupturas taça-coneCausas: redução pequena e ângulo de fieira muito grande comacentuada deformação na parte central.

Histórico

O processo de trefilação foi descoberto a partir do momento, quese verificou a dificuldade de se fabricar fios metálicos com pequenasdimensões, restritamente feitos com metais preciosos, tendo atéentão sido feitos em formas planas por simples forjamento/martelamento manual.

Os primeiros fios metálicos foram fabricados na Alemanha eFrança por arraste manual, no século XIII, sendo somenteindustrializado em 1925 na Pennsylvania (USA). Desde então nãohouve grandes evoluções na forma geométrica das fieiras, porémevoluiu na parte metalúrgica do processo, obtendo-se a parte deações com composições químicas uniformes até o aparecimento dometal duro.

Processo de Trefilação (séc. XIII)

Produtos da Trefilação:

Arames, fios finos, barras, perfis diversos, tubos, etc.

Acender a luz, andar de elevador, falar ao telefone, ligar osom, a televisão ou um outro eletrodoméstico qualquer ... Nadadisso seria possível sem a trefilação, pois os fios elétricos decobre ou alumínio, os cabos e arames de aço necessários paraessas atividades tão comuns são fabricados por esse processo deconformação mecânica.

... E isso também não seria possível, sem a trefilação:

FIM