Forjamento a frio

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Introdução

Este é o guia mais completo sobre forjamento a frio disponível online.

Este artigo cobre os seguintes tópicos:

• O que é forjamento a frio e como funciona
• Cold forging benefits & disadvantages
• Forjamento a quente vs. forjamento a frio
• Os metais e equipamentos/máquinas utilizados
• Aplicações de forjamento a frio
• E mais…

Capítulo Um – O que é forjamento a frio e como funciona?

Cold forging is a metal shaping & manufacturing process in which bar stock is inserted into a die and squeezed into a second closed die. The process, completed is at room temperature or below the metal‘s recrystallization temperature to form a metal into a desired shape or configuration.

O forjamento a frio é um processo de deformação de metal eficiente e econômico para a produção de grandes volumes de peças a baixo custo. Existem três métodos de forjamento que diferem de acordo com a temperatura, que pode ser fria, morna ou quente e envolvem o uso de martelos, matrizes ou prensas para moldar, comprimir, deformar e laminar metais. O forjamento a frio não deve ser confundido com usinagem ou fundição, pois o resultado final é um produto mais resistente e de maior qualidade.

Ao contrário do forjamento a quente ou a quente, o forjamento a frio molda e deforma o material da barra à temperatura ambiente usando força de compressão localizada. Dependendo dos requisitos do projeto das peças, a peça pode passar por múltiplas matrizes ou ser batida várias vezes seguidas para atingir o formato adequado.

Capítulo Dois - Como funciona o forjamento a frio

O baixo custo do forjamento a frio se deve à redução dos custos de mão de obra e à retirada do processamento secundário. As peças são produzidas de forma rápida e eficiente a taxas de até 1.000 peças por hora, o que reduz o custo por unidade. A produção é simplesmente uma questão de inserir uma peça de metal e deixar que as máquinas façam o trabalho de forma rápida e econômica.

Os produtos acabados de forjamento a frio apresentam acabamento superficial perfeito e melhor estabilidade dimensional como pode ser visto na imagem abaixo. Os diferentes processos aumentam a resistência e durabilidade da peça produzindo produtos ou peças de longa duração.

O processo de forjamento a frio

Etapa 1: lubrificante

– Antes do forjamento, a peça é tratada com um lubrificante para evitar que ela grude na matriz e para mantê-la resfriada durante o processo de conformação, uma vez que a deformação pode produzir temperaturas de 250° a 450°.

Passo 2: Inserindo a Peça de Metal

– A peça metálica é colocada sobre uma matriz que tem o formato da peça final. A matriz pode ter duas seções, uma fixada ao martelo e outra abaixo da peça de trabalho. O martelo é a parte superior e mecanismo de impacto que produz a força para deformar a peça metálica.

Etapa 3: o acidente vascular cerebral

– O golpe da peça, ou golpe, pode ser produzido por três mecanismos – hidráulico, pneumático ou mecânico. Cada uma das técnicas aciona um eixo, com o martelo nele, com grande força sobre a peça de trabalho para criar a forma desejada. Isso acontece em uma escala de milissegundos. Em alguns casos, o martelo pode ter que ser derrubado várias vezes seguidas para produzir o contorno e a forma exatos.

Etapa 4: Flash

– Flash é o excesso de metal que fica ao redor da matriz ou conjunto de matrizes. Ela se estende do corpo do forjado como uma placa fina onde as matrizes se encontram e é removida durante o corte. Flash limita o fluxo do metal garantindo uma impressão perfeita. A presença de rebarba é essencial para forçar o metal a preencher completamente a matriz.

Etapa 5: Remoção de peças

– O método de remoção da peça depende do tipo de processo. A maioria dos fabricantes modernos usa automação para remover a peça por meio de um transportador ou mão robótica. Esta é outra medida de redução de custos que elimina a necessidade de manuseio de materiais.

Etapa 6: após a modelagem

– Tal como acontece com outras partes do processo, isto pode assumir muitas formas. Para peças que requerem uma matriz e um golpe, a peça é aparada e enviada para remessa. No caso de peças que possuem múltiplas facetas, elas são movidas para outros processos de matriz para terem recursos adicionados. O movimento da matriz de estação para estação é normalmente automatizado. Com peças maiores, são usados ​​outros métodos mecanizados que podem envolver hi-lo, empilhadeira ou guindaste.

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Capítulo Três – Os Benefícios do Forjamento a Frio

Existem seis vantagens principais na fronteira a frio discutidas em detalhes neste capítulo. Eles incluem:

• Custo-beneficio
• Produção mais rápida
• Ambientalmente amigável
• Desempenho superior do produto
• Alta produção
• Ampla escolha de metais

As informações abaixo descrevem alguns dos benefícios do forjamento a frio e por que ele é tão amplamente utilizado. O capítulo três é uma comparação entre o forjamento a frio e o forjamento a quente e as vantagens de cada um.

Custo-beneficio:

O forjamento a frio tem baixo custo devido a 3 fatores – pré-processamento, temperatura e acabamento. Em outros métodos de moldagem de metal, a peça deve passar por alguma forma de pré-processamento, como aquecimento. Fornos, fornos ou eletricidade são normalmente usados ​​para elevar a temperatura de um metal acima de seu ponto de recristalização. Sua manutenção é cara, produzem poluentes e consomem muito tempo.

No forjamento a frio, uma vez processada a peça, ela fica completa e requer acabamento mínimo, o que economiza no custo de mão de obra.

O forjamento a frio proporciona uma economia de material de até 70% dos custos de produção, uma vez que há muito pouco desperdício e sucata.

Produção mais rápida:

O forjamento a frio é um processo simples onde a peça é colocada diretamente na máquina de forjamento para produzir instantaneamente uma peça acabada. Os produtores modernos utilizam a automação para carregar a peça e retirá-la da prensa. Como você pode ver neste diagrama, o metal é alimentado na máquina, processado e transportado. O tempo entre a entrada e o término é inferior a um segundo.

Ambientalmente amigável:

A principal razão pela qual o forjamento a frio é ecologicamente correto é a eliminação da necessidade de calor, uma vez que os vapores e a fumaça dos fornos produzem emissões significativas de carbono. Isto também reduz o custo, uma vez que os produtores não precisam instalar equipamentos de filtragem e limpeza de ar.

Desempenho superior do produto:

O forjamento a frio produz produtos com desempenho superior porque reorganiza a estrutura dos grãos da peça para acompanhar a configuração da peça final.

Elimina possíveis reações negativas:

O trabalho do metal pode criar uma variedade de problemas potenciais. O forjamento a frio elimina alguns dos efeitos negativos, como a fadiga por porosidade, aumentando a resistência geral do metal e eliminando o risco de perda da integridade do material.

Maior qualidade e longa vida:

Peças forjadas a frio são capazes de suportar altas tensões. Quando a peça é forçada além do seu limite de escoamento ou elástico, ela ainda é capaz de manter sua forma alterada.

Retenção de tolerâncias de peças:

Tolerâncias críticas e rigorosas das peças são mantidas durante toda a produção. Eles são reproduzidos nos mínimos detalhes para que cada parte seja uma duplicata exata da primeira.

Liberdade de design:

Ao contrário de outros processos, o forjamento a frio permite liberdade de projeto onde podem ser produzidos contornos e formas intrincadas que exigiriam muitos métodos secundários diferentes e dispendiosos em outros processos.

Alta produção:

Embora possa haver variações entre os métodos de produção de forjamento a frio, a alta velocidade de fabricação do forjamento a frio pode produzir de 50 peças por minuto até mais de 400. A única coisa que influencia a velocidade do processo é o tamanho da peça.

Ampla escolha de metais:

Uma ampla variedade de metais pode ser forjada, incluindo metais duros como aço carbono, aço-liga e aço inoxidável, bem como metais macios como alumínio, latão e cobre.

Esta imagem é uma amostra de parafusos produzidos por forjamento a frio. Cada um dos vários parafusos foi feito de um metal diferente. Estão incluídos aqueles feitos de cobre, latão, alumínio e aço.

Capítulo Quatro – Forjamento a Quente versus Forjamento a Frio

A diferença entre forjamento a quente e forjamento a frio é a temperatura: o forjamento a frio deforma e tensiona os metais à temperatura ambiente, enquanto o forjamento a quente aquece os metais próximos ou em seus pontos de fusão.

A chave para a faixa de temperatura é a recristalização: o forjamento a frio ocorre antes da recristalização, enquanto o forjamento a quente aquece um metal acima do seu ponto de recristalização.

A escolha do forjamento a frio versus forjamento a quente depende de:

• Equipamentos e usinagem dos fabricantes: Os produtores se especializam em um processo ou outro para maximizar o uso de seus equipamentos.
• Demanda do cliente: Durante a fase de projeto de desenvolvimento de peças, os engenheiros tomam a decisão sobre o melhor processo para produzir seus projetos, uma vez que o forjamento a frio e a quente têm suas limitações.
• Tipos de peças produzidas: Muitas vezes as restrições quanto à escolha do processo correto são determinadas pelo design da peça, já que peças específicas só podem ser forjadas a quente enquanto outras são perfeitas para forjamento a frio. Os projetos de peças forjadas a frio são simples, sem detalhes intrincados, enquanto o forjamento a quente pode produzir peças com características extremamente precisas e minúsculas.
• Requisito de menor custo: Sempre que possível, os fabricantes optam pelo forjamento a frio, pois requer menos equipamentos e não inclui aquecimento, o que reduz significativamente o custo geral de produção.

forjamento a quente

O forjamento a quente é realizado em temperaturas excepcionalmente altas entre 700° C ou 1292° F a 1000° C ou 1832° F. As temperaturas aumentadas ajudam a evitar deformação e endurecimento, bem como reduzem o fluxo de tensão e a quantidade de energia necessária para deformar e moldar metais. Depois que os metais esfriam, eles mantêm sua forma deformada. Prensas hidráulicas, pneumáticas e mecânicas são utilizadas no processo de conformação.

Características do forjamento a quente:

Matrizes ou moldes:

Uma das principais despesas do forjamento a quente é o custo necessário para produzir matrizes e moldes feitos de aço reforçado, projetado para suportar temperaturas extremas, capaz de resistir à fadiga e ter ductilidade, tenacidade e resistência à tração.

Formas de forjamento a quente:

Embora muitos dos métodos de forjamento a quente sejam semelhantes aos de forjamento a frio, outros métodos incluem formação de gás, têmpera de matriz, formação de estiramento e isotérmico.

Temperatura do metal:

O tipo de processo determina a temperatura do metal quando ele está sendo moldado. Em alguns processos, o metal é completamente derretido e vazado em um molde ou empurrado através de uma matriz. Em outros, é recozido e moldado por uma matriz ou molde sob compressão e pressão.

Fatores ambientais perigosos:

A maior desvantagem é a quantidade de poluentes produzidos pelo processo de aquecimento. Esta tem sido uma questão importante desde o seu início durante a primeira revolução industrial e tem sido um problema que os produtores têm enfrentado continuamente ao longo dos anos.

Aquecimento de metais:

As peças precisam ser aquecidas acima do ponto de recristalização, que está bem acima de 300° F e pode chegar a milhares de graus. Grandes fornos ou fornos são necessários para atingir as temperaturas apropriadas.

Tempo envolvido:

A natureza complicada do forjamento a quente requer tempo para aquecer o metal, processá-lo e resfriá-lo. Embora a estampagem, deformação ou modelagem real leve aproximadamente o mesmo tempo que o forjamento a frio, os processos de aquecimento e resfriamento exigem cuidado e gerenciamento cuidadosos por longos períodos.

Resultados do forjamento a quente:

O aquecimento e o resfriamento dos metais aumentam sua resistência, tenacidade e ductilidade, mas diminuem sua dureza. Durante o processo de resfriamento, os metais podem deformar e perder a forma.

Dimensionamento:

O forjamento a quente pode produzir oxidação que leva à incrustação, que pode descolorir a superfície do metal, dificultando o acabamento.

Acabamento:

As peças devem ser acabadas para remover deformidades, falhas e erros do processo de aquecimento. Estas operações secundárias exigem muita mão-de-obra e requerem vários tipos de equipamentos especializados.

Forjamento a frio

A temperatura na qual ocorre o forjamento é o que separa o forjamento a frio do forjamento a quente. Para que uma peça seja forjada a quente, ela é aquecida a uma temperatura acima do seu ponto de recristalização, o que altera sua microestrutura. À medida que é aquecido, sua tensão e resistência internas são eliminadas para torná-lo mais dúctil. O forjamento a frio não requer aquecimento, permitindo que o metal retenha sua resistência e microestrutura.

As características dos forjados a frio são as seguintes:

Temperatura de modelagem:

Os metais são moldados à temperatura ambiente abaixo do seu ponto de recristalização, o que tem a vantagem de reduzir custos e evitar despesas com fornos.

Velocidade:

As velocidades variam de sete peças por minuto para máquinas de baixo volume a 400 peças por minuto para máquinas de alto volume.

Equipamento:

O forjamento a frio é feito com máquinas projetadas para moldar metal e incluem compressão, dobra, cisalhamento e trefilação. Os equipamentos estão disponíveis em uma ampla gama de preços, dependendo da quantidade de tecnologia e de seu tamanho.

Custo:

A economia de custos vem do material e da velocidade. A economia de material vem da pequena quantidade de sucata produzida, que chega a 70%. Como as peças são produzidas em um ritmo muito rápido, o custo por unidade é significativamente baixo.

Fatores Ambientais:

Não há emissões ou poluentes produzidos como pode ser visto nesta máquina abaixo da Stalcop. Tudo é independente e fechado. O carbono e outros poluentes são eliminados, pois não há necessidade de aquecimento do metal.

Resultados do forjamento a frio:

Como pode ser visto no diagrama abaixo, a estrutura dos grãos dos metais é reorganizada para acompanhar o fluxo da peça final, eliminando a fadiga por porosidade, aumentando a resistência ao cisalhamento e reduzindo qualquer risco de integridade do material. Ao esticar o metal, ele se torna mais forte e resistente. A desvantagem é que, quando um metal é forjado a frio, ele perde sua ductilidade e se torna mais quebradiço.

Dimensionamento:

Antes de um metal ser forjado, é importante remover qualquer incrustação, como ferrugem ou corrosão, que possa se desenvolver durante o armazenamento. Se não for removida, a peça terá a mesma deterioração encontrada no forjamento a quente.

Acabamento:

É necessário muito pouco acabamento. Depois que uma peça é processada, ela está pronta para uso ou envio.

Desvantagens do forjamento a frio

O forjamento a frio não é perfeito. Como todo método de produção, existem limitações e restrições ao forjamento a frio que você precisará considerar antes de escolhê-lo para seu próximo projeto de produção.

• Somente formas e designs simples em grandes volumes podem ser produzidos. Padrões únicos, incomuns ou complexos não podem ser forjados a frio. Os níveis de deformação e graus de conformação são limitados e os metais forjados a frio têm menos ductilidade.
• A alteração da estrutura do grão de um metal confere-lhe resistência extra, mas pode produzir tensão residual.
• Certos métodos de forjamento a frio requerem tratamentos térmicos para eliminar possíveis rachaduras ou endurecimento por fluência.
• Existe uma limitação quanto aos tipos de metais que podem ser forjados a frio. Aqueles com baixa ductilidade e sensibilidade ao endurecimento por deformação não devem ser escolhidos, pois perdem sua ductilidade e quebram sob tensão de tração. Somente metais com dureza HRC 44 na escala Rockwell podem ser usados.
• Os processos de produção requerem muita força para produzir a força e pressão de compressão necessárias. Embora a adição de sistemas hidráulicos e pneumáticos tenha diminuído o tamanho do equipamento, não eliminou a quantidade de energia que as máquinas consomem.
• Ferramentas, matrizes e moldes devem ser especialmente projetados, bem como resistentes e fortes o suficiente para serem capazes de suportar a força repetitiva constante.

Capítulo Cinco – Processos de Forjamento a Frio

O desenvolvimento de diferentes tecnologias e avanços no processamento de metal produziu vários métodos de conformação e conformação de metal a frio. Cada um atende a uma aplicação diferente, mas todos são projetados para produzir produtos com eficiência e rapidez, sem a necessidade de acabamento secundário.

Os oito processos de forjamento a frio mais comuns são:

• Dobrando
• Laminação a frio
• Dados fechados
• Desenho
• Extrusão
• Dados abertos
• Forjamento de anel
• Estampagem

Como discutirei no final deste capítulo, existem mais processos do que apenas os listados. As descrições abaixo fornecem uma base de dados para uma compreensão inicial dos vários métodos.

Além disso, um aspecto muito importante do processo de forjamento a frio é o tipo de lubrificante utilizado. Os dois mais comuns são o fosfato de zinco ou alguma forma de revestimento polimérico. Embora o forjamento a frio seja feito em temperatura ambiente, o processo de dobra e modelagem aumenta a temperatura dos metais. O lubrificante pode evitar erros e evitar que a peça grude na matriz e prolongar a vida útil das ferramentas.

Os fabricantes de lubrificantes oferecem uma variedade de produtos adequados para cada tipo de processo de forjamento a frio. Na foto estão lubrificantes de grafite, mas estão disponíveis tipos sem grafite, bem como revestimentos de aluminato de cálcio, fluoreto de alumínio e fosfato.

Métodos comuns de forjamento a frio:

Flexão –

A dobra é realizada por meio de uma prensa e uma matriz onde a peça é forçada contra a ferramenta de modelagem. Também é conhecido como laminação de pirâmide e às vezes é usado para preparar uma peça para outro processo de forjamento a frio. A peça de trabalho é tensionada ao longo de um único eixo para formar um ângulo.

Laminação a frio –

A laminação é um processo de conformação onde o metal passa através de um par de rolos rotativos para deformação plástica causada pela força de compressão. As tensões de compressão produzem atrito entre os rolos e a superfície do material metálico. É comumente usado para o processamento de aço.

Dado Fechado –

No forjamento em matriz fechada, a peça é moldada por golpes mecânicos sucessivos após ter sido colocada entre duas metades da matriz. Como o martelo atinge a peça várias vezes, alguns produtores referem-se ao forjamento em matriz fechada como forjamento em queda. À medida que o metal é golpeado, ele flui para as cavidades da matriz, mudando-o para o formato da matriz.

Desenho -

O estiramento é puxar a peça através de uma matriz pelo uso da resistência à tração aplicada na saída da matriz. À medida que a peça é puxada, ocorre uma redução na área da seção transversal com um aumento no seu comprimento. Os metais formados têm tolerância dimensional mais próxima do que a produzida pela laminação.

Extrusão –

O tarugo ou taco é forçado através de uma matriz, abaixo de uma força compressiva, que possui o perfil da peça final. Depois de passar, ele é cortado no comprimento necessário, preparado para envio ou enviado para processamento posterior. A força aplicada na extrusão a frio pode chegar a 20.000 kN ou 2.007 toneladas. A extrusão pode ser feita para frente, para trás ou em ambas as direções.

Extrusão direta – o metal é empurrado para frente através da matriz.

Extrusão para trás – o metal entra na matriz para trás para formar orifícios ou copos, tornando o fundo mais espesso que as laterais.

Extrusão lateral – a força é aplicada lateralmente, lateralmente, na direção da extrusão para adicionar uma segunda característica ao perfil.

Dados abertos:

O forjamento em matriz aberta envolve duas matrizes planas sem perfil pré-cortado. A peça é progressivamente moldada usando vários processos, permitindo a produção de uma ampla gama de formas e tamanhos. É usado principalmente com projetos que incorporam grandes componentes metálicos que exigem a mais alta integridade estrutural. A deformação é conseguida através do reposicionamento da peça de trabalho.

A compressão, também conhecida como dimensionamento, é uma forma de processamento de matriz aberta onde a força é aplicada em uma curta distância, produzindo um acabamento dimensional preciso.

Forjamento de anel –

Com o forjamento em anel, uma peça circular é perfurada no meio para produzir um formato de rosca. À medida que a peça perfurada é girada, ela é martelada e comprimida. O processo produz anéis sem costura com diâmetros e resistência perfeitos.

Estampagem –

Estampagem, ou forjamento radial, é a deformação de uma peça de trabalho para que duas peças se encaixem. É automatizado e altamente confiável. Os dois tipos de estampagem são tubo e radial. A estampagem do tubo é como a extrusão onde a peça é forçada através de uma matriz. Com estampagem radial, um martelo força a peça através de duas ou mais matrizes.

Ao começar sua busca por um fabricante de forjamento a frio, você encontrará mais métodos além dos sete descritos aqui. Ter uma compreensão básica de alguns dos métodos possíveis o ajudará a falar com autoridade e inteligência com os produtores, bem como a interpretar sua linguagem.

Como acontece com qualquer método de produção moderno, você descobrirá que o forjamento a frio está sempre crescendo à medida que novas técnicas e métodos se desenvolvem. Um fator importante e crescente é a adição da automação e da robótica, que está mudando rapidamente a face da indústria. Um especialista em forjamento pode indicar a direção certa para encontrar o processo que melhor atende às suas necessidades.

Capítulo Seis – Equipamentos e Máquinas de Forjamento a Frio

Os equipamentos e máquinas de forjamento a frio vêm em três variedades – hidráulicas, pneumáticas e mecânicas. Embora alguns fornecedores se especializem em apenas um tipo, você descobrirá que a maioria tem diversas opções, dependendo do preço e do tipo de operação. Tecnologia e automação são comuns como você pode ver na imagem abaixo, que é uma prensa servo de forjamento a frio da Marvel Machinery. As renderizações de projetos de peças são criadas usando software de engenharia como CAD.

Existem requisitos que as máquinas devem atender para serem utilizadas no forjamento a frio.

• Força – Os processos de forjamento a frio dependem de uma enorme quantidade de força. O equipamento a ele conectado deve ser capaz de absorver essa força e dissipá-la.
• Equilíbrio – As máquinas devem ser balanceadas em massa estática e dinamicamente para reduzir as vibrações e melhorar o desempenho.
• Resistência ao longo do tempo – Independentemente do método de forjamento a frio, cada um requer uma força poderosa e repetida. Para que uma máquina dure, ela precisa ser capaz de suportar essa força.
• Múltiplas operações – As máquinas modernas de forjamento ou conformação a frio, chamadas de plataformas, realizam uma ou várias operações durante um processo. Isto é necessário porque existe uma quantidade limitada de deformação que pode ser realizada com um único golpe.

Tipos de equipamentos de forjamento a frio:

Martelo de forjamento hidráulico -

O martelo de forjamento hidráulico é projetado para fornecer o máximo de força com o menor investimento. Ele pode produzir uma ampla variedade de impressões a partir de uma variedade de matrizes. Opera utilizando os conceitos de engenharia da hidráulica onde um líquido incompressível está contido em um cilindro. Quando o líquido é comprimido por um pistão, um eixo, com a matriz fixada, é conduzido para baixo sobre a peça de trabalho.

Prensa de parafuso -

A prensa de parafuso é usada para grandes deformações devido à sua lenta velocidade de prensagem. Pode ser usado para matrizes sem flash e forjamentos de haste longa. A configuração da prensa de parafuso permite que ela seja usada para matrizes de ranhura única que incluem dobra e forjamentos finais. Um motor elétrico fornece energia para girar o parafuso que empurra a matriz na peça de trabalho.

Prensa de alta velocidade de quadro C -

O design da estrutura C é adequado para operações de conformação, puncionamento, dobra e multiprensagem. Eles vêm em designs de manivela simples ou dupla com força de punção de 110 a 400 toneladas e curso de deslizamento de 110 a 280 mm. Eles podem aceitar alturas de matrizes de 435 a 600 mm e podem ser usados ​​para produzir peças pequenas.

Prensa pneumática –

A prensa pneumática pode cobrir toda a gama de funções de prensagem de matrizes. Eles vêm com uma embreagem e freio de fricção operados pneumaticamente. A energia da prensa é produzida por um compressor de ar que força o martelo de forjamento sobre a peça de trabalho pela pressão do ar em um cilindro com pistão.

Prensa mecânica a frio –

Das variedades de máquinas de forjamento a frio, a versão mecânica está se tornando a menos utilizada, pois precisam ser muito grandes para fornecer a força necessária. Eles têm um volante que armazena energia de um motor. Quando o volante é ativado, ele aciona o martelo ou aríete sobre a matriz. Ele pode fornecer energia durante várias rotações, mas precisa ficar inativo para recuperar a energia do motor antes de poder continuar seus ciclos.

Das muitas variedades de equipamentos de forjamento a frio, os tipos mais comuns são hidráulicos e pneumáticos, porque ocupam menos espaço, podem fornecer quantidades variadas de força e são programáveis. Ao examinar suas escolhas de produção, é melhor conhecer os tipos de equipamentos que um produtor possui, pois equipamentos atualizados têm maior probabilidade de produzir peças de melhor qualidade.

Capítulo Sete – Os Tipos de Metais Forjados

O forjamento a frio oferece uma ampla gama de opções quando você escolhe um metal para um projeto. As diferentes variedades incluem metais duros, como aço carbono, aço-liga e aço inoxidável. Alumínio, latão, cobre, silício e magnésio são metais macios que podem ser usados. O único requisito para qualquer metal é que ele tenha uma dureza de 44 HRC ou inferior na escala Rockwell.

Cobre -

O cobre é um excelente metal para forjamento a frio, pois é muito dúctil e maleável. Ele pode ser moldado, dobrado ou puxado com pouca força e produz peças resistentes à corrosão e à ferrugem.

Alumínio –

O alumínio é um metal não ferroso extremamente leve e de baixa densidade. Tem uma temperatura de fusão de 1220° F e é maleável, bem como resistente à ferrugem e corrosão.

Aço carbono -

O aço carbono é uma liga de ferro e carbono. Os vários graus dependem da quantidade de carbono misturada ao ferro. Possui resistência e ductilidade excepcionais.

Aço inoxidável -

O aço inoxidável se tornou um dos metais mais utilizados por sua resistência à corrosão, aparência e resistência. Embora o termo aço inoxidável seja geralmente usado para descrever qualquer aço que tenha suas características, o aço inoxidável vem em uma variedade de classes, dependendo do conteúdo da liga.

Aços usados ​​para forjamento a frio

Aços de baixo carbono com teor de carbono de 0,1% a 0,25%. O forjamento a frio melhora o endurecimento por deformação do aço, eliminando a necessidade de austenitização, têmpera ou recozimento.

Metais adequados para forjamento a frio

Considerações ao escolher um metal:

A coisa mais lógica e importante que você pode fazer ao decidir sobre um metal para um projeto é pesquisar. Cada tipo de metal reage à plastificação e à deformação de maneiras diferentes. O metal que você escolher deve se adequar ao uso final e à resistência que você necessita. Se você consultar um especialista em forjamento, poderá obter informações valiosas que podem orientá-lo a fazer a escolha certa.

Capítulo Oito – Aplicações de Forjamento a Frio

O forjamento a frio produz formas de qualquer tamanho com alto grau de precisão dimensional e exatidão estrutural. A eficiência econômica e a velocidade do forjamento a frio tornaram-no a alternativa de produção mais popular.

O forjamento a frio atende às demandas das indústrias modernas porque:

• Maximiza o uso de matérias-primas: Um investimento fundamental para qualquer operação são as matérias-primas. O processo de forjamento a frio tem desperdício muito limitado. Flash e acabamento podem ser colocados de volta no processo de fabricação.
• Reduz custos: Como as peças são produzidas rapidamente, o custo por unidade é muito baixo, tornando os produtos finais mais lucrativos e de produção mais barata.
• Produz peças de alta qualidade: O forjamento a frio aumenta a resistência e durabilidade das peças e produtos garantindo maior durabilidade. A estrutura e as características de uma peça moldada não se alteram proporcionando excelente precisão dimensional.

Aplicações onde são utilizadas peças forjadas a frio:

Automóveis –

A alta resistência, confiabilidade, qualidade e preço acessível do forjamento a frio o tornaram muito atraente para a fabricação de automóveis. As peças forjadas a frio são instaladas em pontos de alta tensão devido à sua excelente resistência ao choque. Componentes como trens de força, eixos de transmissão e suportes ou amortecedores são forjados a frio. O diagrama abaixo mostra algumas das peças do chassi de um carro que são produzidas por forjamento a frio.

Ferramentas manuais e ferragens –

Conectores como pregos, parafusos, rebites e porcas são produzidos por forjamento a frio há anos. As baixas tolerâncias e a excelente precisão dimensional são os motivos pelos quais os produtores de ferramentas manuais preferem o forjamento a frio a outros métodos, como a usinagem.

Militar -

Os militares têm estipulações muito rígidas em relação ao equipamento militar e escolhem o forjamento a frio para a fabricação de cartuchos, balas e outros equipamentos militares. As peças possuem alta confiabilidade e desempenho em tempos de crise. As baixas tolerâncias e resistência das peças as tornam perfeitas para armas militares.

Produção de engrenagens –

O forjamento a frio é usado para produção de engrenagens porque elimina a necessidade de corte na modelagem de engrenagens. As engrenagens podem ser produzidas a partir de tarugos com menos de 50 mm ou moldados com fio enrolado. Algum recozimento pode ser necessário para remover a tensão residual e o endurecimento por trabalho. Um benefício importante das engrenagens forjadas a frio é a forma como elas se engrenam de maneira suave e silenciosa.

Conclusão

• O forjamento a frio produz metais com baixas tolerâncias e alta precisão dimensional a custos muito baixos e grandes volumes.
• O forjamento a frio cria rápida e rapidamente peças acabadas imediatamente disponíveis e completas.
• Os fabricantes oferecerão a você uma ampla seleção de processos para produzir com exatidão e precisão a peça que você precisa, usando os equipamentos mais atualizados e tecnicamente avançados.
• Você terá uma grande variedade de metais para selecionar para a conclusão do seu projeto, desde aço temperado e aço inoxidável até cobre e alumínio.
• Você encontrará muito poucas limitações no número de produtos que pode produzir, desde componentes resistentes ao estresse para o seu carro até rebites, engrenagens e ferramentas de trabalho.
• Ao comparar o forjamento a frio e a quente, você descobrirá que o forjamento a frio leva menos tempo e produz peças e produtos mais fortes e duradouros.