02 - LAMINAÇÃO

14/03/2014

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PROCESSO DE LAMINAÇÃO

Métodos e Processos de Fabricação

Prof. Helio França

Definição

É o processo de conformação mecânica que consiste em modificar aseção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa ou fio,pela passagem entre dois rolos, sendo que a distância entre os doisrolos deve ser menor que a espessura inicial da peça metálica.

•A tensão predominante, que conduz o processo é a tensão decompressão.• Os cilindros de laminação podem tanto ser motores ou então movidospelo movimento do material que está sendo laminado.

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Laminação

• Na laminação a passagem da peça pelos cilíndricosocorre através da ação da força de atrito que atua nasuperfície de contato entre peças e os cilíndricos. Essaforça é proporcional ao ângulo de contato.

• O volume do material se mantem constante (a variação édesprezível), ou:

Volume Entrada = Volume de Saída

Características do processoProcesso pode ser realizado:• continuo ou em etapas• com uma ou mais ferramentas rotativas (cilindros de laminação)• com ou sem ferramentas adicionais (p.ex.: mandris, calços ouhastes)

Permitindo:• alcançar as dimensões dos produtos semiacabados ou da peçapronta.• caldeamento de rechupes e poros provenientes do processo delingotamento• conformação da estrutura de solidificação do lingote.• melhora das propriedades mecânicas.

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Vantagens e uso

• Alta produtividade

• Controle dimensional doproduto acabado que podeser bastante preciso.

• Processo primário

– Matéria prima para outros processos

• Muito utilizado

Classificação conforme a geometria

LAMINAÇÃO PLANA

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Classificação conforme a geometria

LAMINAÇÃO DE PERFIS

Barras de seção circular e hexagonal eperfis estruturais como: vigas em I,calhas e trilhos são produzidos emgrande quantidade por laminação aquente com cilindros ranhurados,conforme mostrado abaixo.

Produtos laminados

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Classificação quanto à temperatura

LAMINAÇÃO A QUENTE

• Utilizada para materiais que tenham baixa plasticidade a frio.

• Serve como etapa de preparação para laminação final, a frio.

• Permite grandes reduções de espessura.

• Forças de laminação menores que as da laminação a frio

• Produz acabamento superficial pobre.

• Resulta em tolerâncias dimensionais largas.

Laminação à quenteLINGOTAMENTO CONTÍNUO PARA PRODUÇÃO

DE CHAPAS POR LAMINAÇÃO A QUENTE

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Laminação à quente


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Classificação quanto à temperatura

LAMINAÇÃO A FRIO:

• Requer material com boa plasticidade a frio.

• É precedida por laminação a quente.

• As reduções de espessura são limitadas pelo encruamento.

• As forças de laminação são bem maiores que as da laminação a quente.

• Produz acabamento superficial bom ou ótimo.

• Resulta em tolerâncias dimensionais mais estreitas que a laminação a quente.

Laminação à frio

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Mecânica da Laminação


• Arco de contato – corresponde à área de contato • Esforço predominante - compressão direta

• Ponto neutro - pressão máxima dos cilindros sobre a peça• Forças de atrito: no sentido da laminação até o ponto neutro e contrário a partir dele – tendência de movimento para trás e para frente da peça a laminar

• Carga de laminação: força de separação dividida pela área de contato – Tensão de laminação

• Cilindros de diâmetros menores: - Área de contato menor- Força de separação menor- Forças de atrito menores- Maior rigidez e precisão- Aplicação nos quádruos e múltiplos

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Forças de atrito

• Requirida para mover o material (peça)

• Deve ser superada, aumentando as forças de laminação e potência(torque)

Mecânica de LaminaçãoForças de laminação

• Força lateral requerida para comprimir a peça• Perpendicular ao plano da tira• Cilindros de menor diâmetro requerem forças de laminação menores

Para redução da força de laminação

• Redução do atrito

• Usando rolos de diâmetro pequeno

• Realizando pequenas reduções por passe

• Laminação em temperaturas altas

• Aplicando tensões na tira

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Mecânica de LaminaçãoTensões residuais

• Rolos de pequeno diâmetro tendem a deformar o metal mais na superfíciedo que no centro

• Rolos de grande diâmetro tendem a deformar o metal mais no centro do que na superfície

Processo de Laminação• Variáveis que limitam o valor da espessura final que

pode ser obtida

• Diâmetro dos laminadores

• Coeficiente de atrito entre chapas e cilíndros

• Tensão de escoamento do material dos cilíndros

• rigidez do laminador

• modulo de elasticidade do material do cilindro

• temperatura

• lubrificação

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Laminadores

Um laminador consiste basicamente de cilindros, mancais,quadro (para fixar estas partes) e motor (para fornecerpotência aos cilindros e controlar a velocidade de rotação).As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingirmilhares de toneladas – construção rígida e motores potentes.O custo, portanto de uma moderna instalação de laminação éda ordem de milhões de dólares e consome-se muitas horasde projetos uma vez que esses requisitos são multiplicadospara as sucessivas cadeiras de laminação contínua.Utilizam-se variadas disposições de cilindros.

Laminadores

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Laminadores

Tipos de LaminadoresOs laminadores podem ser:

• laminador duo

• laminador duo reversível

• laminador trio

• laminador quádruo

• laminador Sendzimir

• laminador universal.

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Tipos de laminadores

• Neste laminador o cilindroinferior é fixo e o cilindrosuperior pode mover-se,durante a operação.

• O sentido do giro doscilindros não pode serinvertido e o material sópode ser laminado em umsentido

Laminador duo

Laminador duo reversível

• A inversão da rotação doscilindros permite que alaminação ocorra nos doissentidos de passagementre os rolos

Tipos de Laminadores

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Laminador trio

• Os cilindros sempre giram nomesmo sentido. Porém, omaterial pode ser laminadonos dois sentidos, passando-oalternadamente entre ocilindro superior e ointermediário e entre ointermediário e o inferior.



Laminador quádruo

• Usado para laminarmateriais mais finos, utilizacilindros de trabalho depequeno diâmetro apoiadospor cilindros de encostopara não fletir.

• Pode ser reversível ou não.

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Laminador Sendzimir

• Os cilindros de trabalho sãomuito finos, podem fletirtanto na direção verticalquanto na horizontal e sãoapoiados em ambas asdireções

Tipos de LaminadoresLaminador universal

• Dispõe de dois pares de cilindros de trabalho, com eixosverticais e horizontais

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Defeitos em produtos laminados

a) Ondulação nas extremidades – resultado do curvamento docilindro;

b) trincas chevron no meio da tira;c) trincas de extremidade/aresta;d) Abertura em jacaré

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