Revista Forge - Set a Dez/2014

Setembro a Dezembro 2014 Número 16 www.revistaFORGE.com.br

Revista Internacional de Negócios e Tecnologia no Campo da Forjaria

Simulação na Indução - Parte I Ultrassom em Forjados Materiais de Forjamento - Parte VIII: Aços Microligados Processo de Forjamento a Frio International Forging Congress 2014: Especialistas em Forjaria se Reuniram em Berlim

anos

AQUECIMENTO

INDUTIVO Forjamento Brasagem Tratamento Térmico Aplicações Específicas

1000 kW

A JAMO orgulha-se de ser uma empresa de capital 100% nacional e de ser a empresa do segmento de aquecedores indutivos que mais cresce no Brasil.

Destaca-se no mercado nacional e internacional como referência em soluções de aquecimento por indução, tendo já fornecido mais de 7.800 equipamentos (em série e customizados, com mais de 600 aplicações diferentes), distribuídos em cerca de 20 países.

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ARTIGOS

CONTEÚDO

Emprego do Ultrassom em Produtos Forjados para Verificação de Descontinuidades Nesse estudo foram analisadas possíveis descontinuidades por meio do ensaio não destrutivo em corpos de aço AISI 4140 sujeitados a ensaios de compressão. A realização do ensaio não destrutivo de ultrassom permitiu a verificação da presença ou ausência de descontinuidades internas no material comprimido.

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Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio

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Materiais de Forjamento - Parte VIII: Aços Microligados

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Modelamento Computacional dos Processos de Aquecimento por Indução - Parte I

Atualmente, já são também deformados a frio aços que apresentam alta resistência mecânica. Todos os materiais que apresentam uma determinada ductilidade a temperatura ambiente podem ser deformados a frio.

Peças com cantos vivos, rebaixos internos, furos com diâmetros pequenos e profundos e massas assimétricas não são adequadas para a produção pela deformação a frio.

Nesta parte da nossa série discutiremos uma classe de materiais relativamente nova - os aços para forjamento microligados. Este artigo fornecerá uma descrição geral dos aços microligados, seguida por detalhes de sua composição química e microestrutura. Completarão este artigo as aplicações para os componentes de aços microligados forjados e considerações especiais para os forjadores que lidam com estes aços.

O modelamento computacional não é somente uma ferramenta, ele se tornou uma necessidade. A simulação computacional fornece a habilidade de se prever como diferentes fatores podem afetar as condições térmicas de transição e final de uma peça aquecida e o que precisa ser feito para determinar as sequências de processos mais apropriadas.

32

36

Departamentos & Colunas Editorial EUA..................................................................................... 08 Editorial Brasil................................................................................... 09 Eventos............................................................................................... 10 Novidades.......................................................................................... 16 Produtos............................................................................................. 18 Serviços.............................................................................................. 19 Coluna: Pesquisa e Desenvolvimento....................................... 20 Coluna: Conformação..................................................................... 22 Coluna: Lubrificantes...................................................................... 24 Coluna: Sindiforja............................................................................ 25 6

- Set a Dez 2014

Na Capa: Indutor oval utilizado para o aquecimento de extremidades de barras por indução (cortesia da Inductoheat).

V O N

ID

E D A

MARTELO DE FORJA HIDRÁULICO

Alta frequência de forjamento: 150 golpes por minuto Baixo nível de ruído: <65 db Baixo consumo de energia: 45 KWh/ton Alta velocidade de trabalho: 135 mm/s Possibilidade de automatização: manipuladores, alimentadores, endireitadores de barras

Lanzhou LS Heavy Machinery Co., Ltd

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Pan Zhaonan Sales Manager

Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 7 E-mail: 13919052708@163.com

EDITORIAL

Dean M. Peters, Editor nos EUA

O valor do Benchmarking

A

pós algumas discussões recentes com um membro da equipe da FIA (Forging Industry Association) sobre o novo programa de benchmarking para os salários da organização, resolvi dar uma olhada mais de perto no que é o processo de benchmarking e em como ele pode ser usado para nos dar vantagem em nossa indústria.

Segundo a Wikipedia, benchmarking “é o processo de comparação do seus processos de negócio e desempenho com as melhores indústrias ou as melhores práticas de outras empresas”. Independentemente do tamanho do universo do benchmarking, os parâmetros que são tipicamente medidos são a produção, a qualidade, o tempo e o custo. O processo de benchmarking visa identificar as melhores práticas que auxiliam a qualquer uma ou mais dessas variáveis, mas, a fim de determinar a melhoria, algumas referências devem ser colocadas para que os resultados individuais possam ser comparados.

Muitas vezes, por meio das associações profissionais que as representam, indústrias inteiras podem contribuir com dados sobre custos, tempo e movimento para testes, níveis de produção, alocação de ativos e qualquer número sobre as áreas físicas e financeiras. Os gerentes são, então, capazes de identificar o quão bem alguma coisa está acontecendo em sua fábrica, comparando com os dados de toda a indústria que tem como alvo o mesmo processo ou parâmetro a ser estudado. O benchmarking pode medir o desempenho por meio da análise de um indicador específico, como o custo por unidade, unidade de produção por hora ou outras medidas. Os dados gerados podem resultar em valores de desempenho que, em conjunto, podem ser utilizados como uma referência de desempenho e uma ferramenta para orientar a tomada de decisão dos gestores e planejadores estratégicos corporativos. O processo permite que uma empresa participante possa comparar seus resultados com os dados da indústria e possa aplicar um estudo mais aprofundado para determinar a causa de algum desvio significativo que possa ter sido encontrado.

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EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA S+F Editora - Campinas/SP www.revistaFORGE.com.br FORGE@revistaFORGE.com.br ISSN 2178-0102 Udo Fiorini - Editor udo@revistaFORGE.com.br • (19) 99205-5789

A desvantagem do benchmarking é que os dados das empresas participantes devem ser recolhidos de forma tão consistente quanto possível para se ter um resumo significativo.

Fazer isso faz com que seja possível determinar mais claramente as discrepâncias em relação às normas da indústria e identificar as melhores práticas dentro da indústria.

Isso nos leva a uma dificuldade inerente em estabelecer benchmarks com base em toda a indústria. Como exatamente nós estamos para comparar de forma sensata e significativa as operações em diferentes plantas, em diferentes prensas com capacidades diferentes e para diferentes peças, de diferentes materiais e em diferentes condições? A resposta, claro, é que você não pode... ou você pode apenas com uma grande dificuldade. Quanto mais geral for a sua coleta de dados, menos preciso e útil se tornará o processo de benchmarking.

Essa é a má notícia, mas a boa notícia é que existem algumas medidas que podem ser referenciadas para a indústria como um todo. O programa de benchmarking de salário da FIA, por exemplo, pode ser facilmente, cegamente e uniformemente conduzido por meio de um grande número de participantes. Outras coisas que podem ser aferidas com precisão incluem a tonelagem anual por trabalhador de produção (desde que estejam processando o mesmo metal), algumas relações do balanço, valores das remessas por empregado e outras grandezas conforme a indústria veja a necessidade.

O que isso tudo nos traz é que o benchmarking é uma ferramenta de gestão que, quando executada corretamente, pode ajudar os executivos a identificar onde ou como eles podem melhorar suas operações ou onde eles bateram a indústria como um todo. Qualquer coisa que ajude no aumento da eficiência do desempenho - seja ela física ou financeira - a um custo razoável vale a pena considerar.

Dean Peters Editor da FORGE nos EUA

Sunniva Simmelink - Diretora Comercial sunniva@revistaFORGE.com.br • (19) 99229-2137 André Gobi - Jornalista andre@revistaFORGE.com.br Mariana Maia - Diagramação mariana@sfeditora.com.br Mariana Peron - Revisão de Textos redacao@revistaFORGE.com.br Paula Fernanda da Silva Farina - Tradução redacao@revistaFORGE.com.br ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA BNP Media • 2401 W. Big Beaver Road Suite 700, Troy, MI 48084 • www.bnpmedia.com Darrell Dal Pozzo, Senior Group Publisher dalpozzod@bnpmedia.com • +1 847-405-4044 Reed Miller, Editor Mundial reed@FORGEmag.com • +1 412-306-4360 ESCRITÓRIO EM PITTSBURGH/EUA Manor Oak One, Suite 450 1910 Cochran Road, Pittsburgh, PA 15220 Tel: +1 412- 531-3370 • Fax: +1 412-531-3375 EDIÇÃO E PRODUÇÃO NOS EUA Dean M. Peters, Editor dean@forgemag.com • +1 216-570-4537 Bill Mayer, Editor Associado bill@FORGEmag.com • +1 412-306-4350 Linda Becker, Editora Colaboradora beckerl@bnpmedia.com • +1 262-564-0074 Beth McClelland, Gerente de Produção beth@industrialheating.com • +1 412-306-4354 Brent Miller, Diretor de Arte millerb@bnpmedia.com • +1 412-306-4356 REPRESENTANTE DE PUBLICIDADE NOS EUA Kathy Pisano, Advertising Director (412) 306-4357, Fax (412) 531-3375 kathy@FORGEmag.com DIRETORES CORPORATIVOS NOS EUA Edição: John R. Schrei Estratégia Corporativa: Rita M. Foumia Implantação de Conteúdo: Michelle Hucal Criação: Michael T. Powell Eventos: Scott Wolters Finanças: Lisa L. Paulus Tecnologia da Informação: Scott Krywko Recursos Humanos: Marlene J. Witthoft Produção: Vincent M. Miconi Pesquisa Clear Seas: Beth A. Surowiec As opiniões expressadas em artigos, colunas ou pelos entrevistados são de responsabilidade dos autores e não refletem necessariamente a opinião dos editores.

EDITORIAL Udo Fiorini, Editor

II Seminário de Tecnologia do Forjamento

D

epois de alguma hesitação, tomamos a decisão, no início de 2013, de lançar o I Seminário de Tecnologia do Forjamento para ser realizado em São Paulo, através de nossa divisão de cursos e eventos, o Grupo Aprenda. Tivemos a presença do Prof.

Dr.-Ing. Lirio Schaeffer, Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGE3M) da UFRGS e presidente da comissão organizadora do evento SENAFOR, que é realizado anualmente (este ano foi a 34ª edição) em Porto Alegre, como moderador do evento. O seminário, realizado no final de Novembro do ano passado no Plaza Hotel em Vinhedo, interior de São Paulo, foi um sucesso. Já havíamos previsto continuidade, tanto é que denominamos aquele evento como o primeiro.

Estamos novamente em Novembro, final de 2014. E os preparativos para a segunda edição do seminário estão a todo vapor.

No meio do ano tivemos a grata surpresa de confirmar a Prensas Schuler como parceira e anfitriã do evento deste ano. A Schuler tinha a intenção de repetir o bem-sucedido encontro “Forging Day”, realizado anos atrás em suas instalações e, de comum acordo, resolvemos unir os dois eventos em um só.

O II Seminário de Tecnologia do Forjamento vai ser realizado então dentro das instalações da Schuler, em Diadema. Serão dois

dias com apresentações técnicas. No primeiro, com a moderação do Prof. Dr. Iris Bento da Silva, do Departamento de Engenharia Mecânica da Escola de Engenharia de São Carlos (EESC), da USP. E, no segundo dia, a moderação será exercida pelo Prof. Dr. Sergio Tonini Button, do Laboratório de Conformação Mecânica DEMa-FEM, da UNICAMP. Dois “pesos pesados” da área de conformação em nosso país. O Prof. Lirio está com compromisso marcado fora do Brasil na data do evento e não vai poder participar.

Além da programação completa de palestras técnicas, que pode ser encontrada nesta edição da FORGE, chamamos sua atenção para a visita técnica (além do churrasco propiciado pela empresa no final do primeiro dia) oferecida pela anfitriã Schuler. Já no primeiro dia do evento, logo após o almoço haverá a visita técnica guiada, apresentando a planta de fabricação de equipamentos da Schuler.

Pessoalmente, sou fã de eventos técnicos com visitas “acopladas”. Permitem conferir pessoalmente o estado da arte no campo da forjaria em empresas da área. Recentemente, durante a realização do SENAFOR, em Porto Alegre, o Prof. Lirio, organizador do seminário, também ofereceu essa possibilidade, como de costume no seu evento. Foram várias possibilidades de qualidade de escolha do participante.

Em Julho último, participei do IFC 2014, o congresso internacional do forjamento em Berlim, na Alemanha. Lá também foi oferecida a possibilidade aos participantes do con-

gresso de escolherem entre nove diferentes roteiros de visitas, dentro e fora da Alemanha. Escolhi como opção o roteiro “Norte da Alemanha”. Visitamos forjarias especializadas. Dedicação a um tipo de peça ou a um tipo de equipamento. Só assim conseguem atingir um grau de excelência e de custo que permite a uma empresa alemã, entende-se com altos custos de mão de obra, entre outros, ser tão competitiva. Somente produzir bielas, por exemplo. Milhões delas. Com linhas de prensas totalmente automatizadas e atendidas por quase uma dezena de robôs, exibindo uma coreografia impressionante para atender ao rápido ciclo de fabricação da linha. Nenhuma interferência humana. Ou então ter vários galpões divididos pela capacidade de conformação das prensas horizontais de um só fabricante. Quais os clientes de tantos forjados? Oras, a indústria alemã de automóveis, naturalmente.

Capacidades de produção e de consumo inimagináveis em nossa realidade local.

Lembro aos leitores que tanto o SENAFOR como o IFC 2014 estão descritos em artigos separados nessa edição.

Boa leitura.

Udo Fiorini Editor da FORGE no Brasil

Índice de Anunciantes Página

Empresa

Contato

23

Ajax Ceco

www.ajax-ceco.com

05

Champwill

jjsimmelink@gmail.com

15

Cor-Met

www.cor-met.com

31

Feiplastic

www.feiplastic.com.br

04

Fimmepe

www.mecanicanordeste.org.br

20

Forgelube

www.forgelube.com

Grupo Aprenda

www.grupoaprenda.com.br

19, 38

Página

Empresa

Contato

03

ICS do Brasil

www.ics.ind.br

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Instituto LBV

www.lbv.org

Jamo Equipamentos

www.jamo.ind.br

Lanzhou Lanshi

www.lzlszg.com

Luxor

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MDA South America

www.mda-southamerica.com.br

TrueForge

www.trueforge.com

2a capa 07 3a capa 10 4ª capa

Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 9

EVENTOS Novembro

Maio

Forjamento

Developments in Forging Technology” - Fellbach, Alemanha - www.ifu-stut-

27-28 2º Seminário de Tecnologia do O objetivo do Seminário é apresentar aos profissionais da área e que estejam ingressando no setor, o conhecimento 'up to date' da área de forjaria.

Instrutores: Prof. Dr. Íris Bento da Silva (USP - EESC) e Prof. Dr. Sérgio Tonini Button (UNICAMP - FEM) O evento contará com seis apresentações técnicas, entre elas: Prensas servo-acionadas para forjamento; Critérios de seleção da tecnologia de processo de forjamento; Sistemas hidráulicos para forjamento; Lubrificantes para forjamento e Simulation of the hot forging process. Além disso, os participantes farão uma visita técnica na fábrica da Prensas Schuler.

Local: Prensas Schuler - Diadema (SP) Patrocinador Diamante: Schuler Patrocinador Ouro: Simufact e Fuchs Lubritech Apoio: Revista Industrial Heating; Revista Forge; ABMIQ - CSFEI; Sindisuper; LdTM e Sindiforja www.grupoaprenda.com.br

Janeiro

30 Curso: Metalurgia do Pó - UNIMEP Santa Bárbara D'Oeste (SP) - www.grupoaprenda.com.br

Março

12-13 II Seminário de Processos de Tratamento Térmico de Aços - www. grupoaprenda.com.br 26-27 43º Treinamento em Forjamento - LdTM UFRGS - Porto Alegre (RS) - www. cbcm-metalforming.com

- Set a Dez 2014

tgart.de 18-23 Feimafe 2015 - Pavilhão de Exposições do Anhembi -São Paulo (SP) - www. feimafe.com.br 28 II Seminário de Tecnologias de Tratamento Térmico a Vácuo - www.grupoaprenda.com.br

Junho

30 MDA South America - Transamérica Expo Center - São Paulo (SP) - www.mda-southamerica.com.br

Julho

22-23 I Seminário de Aquecimento por Indução na Metalurgia - www.grupoaprenda.com.br

Agosto

17-21 ABM Week - Riocentro - Rio de Janeiro (RJ) - www.abmbrasil.com.br

Setembro

09-10 I Seminário de Nitretação a Plasma e Convencional - UDESC - Joinville (SC) - www.grupoaprenda.com.br 28-01 FENAF 2015 - Expo Center Norte São Paulo (SP) - www.fenaf.com.br 29-02 Mercopar 2015 - Centro de Feiras e Eventos Festa da Uva - Caxias do Sul (RS) - www.mercopar.com.br

Outubro

07-09 SENAFOR - Hotel Plaza São Rafael Porto Alegre (RS) - www.senafor.com

Abril

Novembro

14-16 Forge Fair 2015 - Cleveland, Ohio, EUA www.forging.org/events/forge-fair-2015-cleveland-oh

A S+F Editora não se responsabiliza por alterações em

09-10 Treinamento de Chapas - Porto Alegre (RS) - www.ufrgs.br/ldtm

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05-06 International Conference “New

26-27 III Seminário de Tecnologia do Forjamento - www.grupoaprenda.com. br

data, local e/ou conteúdo dos eventos.

EVENTOS 34° SENAFOR

Evento reuniu especialistas da área de forjaria em Porto Alegre (RS) entre os dias 08 e 10 de Outubro

O 34° SENAFOR - Seminário Nacional de Forjaria foi realizado no Centro de Eventos Plaza São Rafael, em Porto Alegre, durante os dias 08, 09 e 10 de Outubro. No dia oito foram realizadas as visitas técnicas para participantes inscritos anteriormente, que oferecia escolha entre 8 diferentes circuitos em empresas da região. O presidente da comissão organizadora do 34° SENAFOR, Prof. Dr.-Ing. Lirio Schaeffer, abriu os trabalhos no dia 09. A conferência contou com especialistas nacionais e internacionais apresentando desafios e avanços da área de forjamento.

Integraram o SENAFOR 2014 o 1° Congresso do BDDRG (Brazilian Deep Drawing Research Group - Grupo Brasileiro de Pesquisa em Conformação de Chapas), a 18ª Conferência Internacional de Forjamento - Brasil, a 17ª Conferência Nacional de Conformação de Chapas, a 4ª Conferência Internacional de Conformação de Chapas, o 11° Encontro Nacional de Metalurgia do Pó, a 5ª Conferência Internacional de Metalurgia do Pó - Brasil/RS e a 4ª Conferência Internacional de Materiais e Processos para Energias Renováveis.

Os trabalhos apresentados tanto oralmente como por pôsteres traziam discussões de problemas técnicos que permeiam as forjarias, como a importância da simulação computacional, da lubrificação, dos materiais para ferramentas, dos equipamentos de forja, entre outros. Além disso, foram abordados temas que começam a despontar como desa-

Prof. Dr.-Ing. Lirio Schaeffer, presidente da comissão organizadora do 34° SENAFOR

fios para o futuro, como forjamento de aços de ultra-alta resistência mecânica. Durante as apresentações, o Prof. Lirio Schaeffer chamou a atenção da plateia para trabalhos apresentados que mostravam a preocupação do lado acadêmico e da indústria de componentes automotivos quanto ao futuro das exigências da indústria automobilística. Para o Prof. Lirio Schaeffer, essas apresentações mostravam uma inversão de valores porque anteriormente era a indústria automobilística que colocava essas exigências.

O tema central de debates deste ano foi: Inovação, Produtividade e Eficiência Energética. Foram abordados, entre outros, os

seguintes tópicos: Sinterforjados, Forjamento a Frio, Morno e Semiquente, Lubrificação no Forjamento, Automação no Forjamento, Simulação computacional, Ferramentas para Forjar, Processos especiais no Forjamento, Equipamentos de Forja, Processos.

Outro ponto de destaque foi a processo de forjamento como contribuição para a indústria automobilística, visando à minimização de emissão de CO2 e redução no consumo de combustíveis.

No final do evento foi informado que o 35° SENAFOR vai ser realizado de 07 a 09 de Outubro de 2015, no Hotel Plaza São Rafael, em Porto Alegre, Rio Grande do Sul.

Datalogic inaugura unidade em Jundiaí (SP)

Grupo italiano investiu 2 milhões de dólares em uma planta de 2.200 m² no interior de São Paulo A Datalogic, empresa italiana fabricante de leitores de código de barras, computadores móveis, sensores, sistemas de visão e sistemas de marcação a laser, muitos dos quais utilizados em sistemas de prensas no ramo da forjaria, inaugurou sua unidade de produção local no Brasil, a primeira na América Latina, em Julho. A planta foi planejada para a montagem de alguns equipamentos de suas linhas de Captura Avançada de Dados. A produção das primeiras unidades se iniciou em Maio. A Datalogic Brasil também está estruturada para oferecer assistência técnica e manutenção de equipamentos localmente a seus clientes, além de disponibilizar um centro de demonstrações onde clientes e parceiros podem conhecer e testar as mais recentes e inovadoras soluções.

A fábrica visa também atender o Mercosul e abastecer toda América Latina com produtos e serviços de forte proposição de valor.

A Investe São Paulo, agência de promoção de investimentos do Governo do Estado, vinculada à Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência, Tecnologia e Inovação, assessorou a Datalogic na busca por áreas para a instalação da empresa. “A Investe São Paulo

acredita que esses produtos agregam valor à cadeia produtiva e promovem a criação de empregos altamente qualificados. A instalação da Datalogic em Jundiaí será fundamental para a economia e para a população dessa região”, afirma Luciano Almeida, Presidente da Investe São Paulo.

Bill Parnell, CEO da divisão de ADC, Valentina Volta, CEO da Divisão de Desenvolvimento de Negócios, e Fabio Lopez, Country Manager do Brasil Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 11

EVENTOS

José Yudego, Chairman do 21º IFC e Presidente da EUROFORGE

IFC 2014 - 21º International Forging Congress

C

Evento realizado em Berlim teve como lema "Tradição se encontra com a alta tecnologia” ustos. Redução de Custos. Esta é a palavra ou frase que resume o que se discutiu durante o 21º Congresso Internacional de Forjamento, realizado em Berlim, na Alemanha, de 29 de Junho a 04 de Julho. Embora não explicitamente mencionado nos títulos das 28 palestras apresentadas no encontro, custos foi o tema dominante tanto nos dois dias da conferência quanto nos outros três dias posteriores ao evento, dedicados a visitas técnicas a forjadores europeus. Na verdade, o lema oficial do evento foi “Tradition meets High-Tech”, algo como “Tradição se encontra com a alta tecnologia”.

O congresso foi aberto pelo Dr. Theodor Lutz Tutmann, secretáriogeral da EUROFORGE e Vice-Chairman do 21º IFC, que, após dar as boas-vindas aos participantes passou a palavra a José Yudego, Chairman do encontro e Presidente da EUROFORGE. Um total de 720 participantes acompanhou as apresentações realizadas no salão de eventos do Hotel Intercontinental, em Berlim, situado próximo ao Portão de Brandemburgo e ao Reichstag, sede do governo alemão. Após o con-

12

- Set a Dez 2014

gresso, 290 participantes do evento visitaram 41 empresas forjadoras europeias em 7 diferentes países.

O encontro foi promovido pela EUROFORGE, instituição que congrega os interesses das associações de forjarias europeias. O IFC é realizado a cada três anos em países diferentes. O último, em 2011, foi realizado em Hyderabad, na Índia. Teve mais de mil participantes, grande parte vinda do próprio país, com forte tradição em forjarias. O IFC anterior a este foi realizado em 2008 em Chicago, nos EUA. As palestras foram divididas em três partes: Keynote Speaker • Arnaud de David-Beauregard - CLEPA: The road ahead for the European automotive suppliers; • Baba Kalyani - Bharat Forge Limited: Strategic imperatives for the future of the Forging Industry; • Prof. Dr. Reimund Neugebauer - Fraunhofer-Gesellschaft: Sustainable value creation in manufacturing - Trends in Bulk Metal Forming;

EVENTOS

• Wilhelm Rehm - ZF Friedrichshafen AG: ZF and suppliers - How to forge strategic partnerships.

Tendências Mundiais • José Yudego - EUROFORGE - Trends in Europe; • Asheet Pasricha - Association of Indian Forging Industry: Forging Trends in India; • Mitsuhiro Goto - Japan Forging Association: Trends in Japan; • Zhang Jin - Confederation of Chinese Metalforming Industry: Trends in China; • Arnold Visser - Forging Industry Association (FIA): Trends in the USA; • Silvia Ribeiro de Aquino - Sindicato Nacional da Indústria de Forjaria (SINDIFORJA): Trends in Brazil; • Amys Hsieh - Taiwan Forging Association: Trends in Taiwan.

Apresentações Técnicas • Emmanuel Vielliard - Inoforges: SME's in Globalization; • Prof. Dr.-Ing. Udo Fritsching & Thibaud Bucquet - IWT-Bremen: EcoForge - Resource-efficient process chains for highperformance steel components; • Dr. Stephan Huber - Seissenschmidt AG: Optimised resource management - A must for successful forging companies; • Toshio Suzuki - Japan Forging Association: Reducing the CO2 emission rate in Japanese Forging Industry;

• Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. A. Erman Tekkaya - Institut für Umformtechnik und Leichtbau, TU Dortmund: FEM-Simulation in forging: status quo in theory and practice; • Ainhoa Ondarra Osoro and Juan Bicente Bengoa - Lazpiur A.: Machining trends in manufacturing tools; • Kristian Arntz - WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH: Tooling technology as a key success factor for the forging process; • Chester J. Van Tyne - Department of Metallurgical and Materials Engineering Colorado School of Mines: Recent trends in forging steels; • Eric Frémeaux - Ateliers des Janves: Cross Wedge Rolling: old/new technology for precision forging process; • Dr.-Ing. Hans-Willi Raedt - Hirschvogel Umformtechnik GmbH: Trends in Cold Forging: Resource and Cost Efficient Processes; • Gürbüz Güzey - Omta Otomotiv Transmisyon Aksamı San ve Tic A.: Flexible closed die forging applications at manual forging presses; • Prof. Régis Bigot - ENSAM ParisTech Metz: Steel thixoforging: industrial route; • Dr. Josephine Hofmann - Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO): Future trends in the working environment; • Karen S. Lewis - Forging Industry Educational and Research Foundation: Attracting a skilled workforce; • Alexander Hobein - Schaeffler Technologies AG & Co. KG: Specific demands on the forging technology in bearing industry; • Lorenz Wenzel - SMS Meer GmbH: Modern drive concepts in forging; • Dr. Walter Osen - Schuler Pressen GmbH: Schuler energy efficiency - Trend setting drive concepts for forging lines.

Visitas Técnicas Os participantes inscritos foram divididos em grupos por países para visitas às seguintes empresas forjadoras:

Udo Fiorini, editor da revista FORGE Brasil, e o Dr. Theodor Lutz Tutmann, secretário-geral da EUROFORGE

Alemanha Norte • Volkswagen, Wolfsburg • Schmiedag, Hagen • Seissenschmidt, Plettenberg • Schmiedetechnik Plettenberg, Plettenberg • Mahle Motorkomponenten, Plettenberg • Buderus Edelstahl, Forge and Steelmill, Wetzlar Alemanha Sul • Daimler Forge, Stuttgart Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 13

EVENTOS • Richard Neumayer, Hausach • Amtek Tekfor, Hausach • Hammerwerk Fridingen, Fridingen • Hirschvogel, Denklingen Itália • IMES SpA, Sumirago • Iselfa SpA, Solbiate Arno • VALBORMIDA SpA, Busano • SAN GRATO SpA, San Carlo • Amtek Tekfor SpA, Villar Perosa • Acciaierie Venete, Padova Espanha • Automotive Forge Gerdau, Collado Villalba • CIE-Legazpi, Guipúzkoa • ULMA Pipping, Oñati • Alcorta Forging Group, Elgoibar • Gerdau, Basauri França • Pommier, Charleville-Mézières • Atelier des Janves • Forgeavia, Biesles • Forges de Courcelles, Nogent • Peugeot SA, Mulhouse Republica Tcheca • HF Czechforge, Cheb • COMTES FHT, Visit of Laboratories and Metallurgy Center • Czech Precision Forge, Pilsen • Škoda Auto Suécia • Arvika Smide, Part of Componenta Wirsbo • Scana Steel, Björneborg • Bharat Forge Kilsta • Componenta Wirsbo Turquia • Omtas • Automotive Supplier‘s Park Visit, Kanca • Asil Celik • Aksan • Metalforming Institute in Middle East, Technical University Para os acompanhantes dos congressistas houve ampla programação que se iniciou no dia anterior ao evento em Berlim, continuando durante o desenrolar do congresso. Também, durante as visitas, havia programação paralela para os acompanhantes.

No final do encontro em Berlim, Zhang Jin, presidente da Confederation of Chinese Metalforming Industry, confirmou a realização do próximo encontro em Shanghai, em 2017.

O 22º International Forging Congress será realizado pela ASIAFORGE na China nos mesmos moldes já tradicionais nos congressos IFC: ciclo de palestras e visitas a forjarias pelos congressistas participantes.

Udo Fiorini viajou a Berlim a convite da EUROFORGE. 14

- Set a Dez 2014

EVENTOS

Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 15

NOVIDADES Schuler apresenta primeiro martelo linear com Tecnologia Servo A fabricante de prensas Schuler lançou o primeiro martelo linear com Tecnologia Servo no final de Setembro. Um grande número de especialistas da indústria de forjaria esteve presente quando a linha foi oficialmente colocada em operação na empresa RUD Schöttler em Hagen, na Alemanha. Martelos de forja eram anteriormente acionados hidraulicamente, pneumaticamente ou por correias planas. O novo equipamento da Schuler, no entanto, apresenta um motor linear.

"Graças ao novo sistema de acionamento, o martelo não é somente regulado absolutamente de forma precisa, mas também é utilizado em operações controladas com maior precisão do que nunca anteriormente", explica o Diretor de Operações da Schuler, Jochen Früh. "A capacidade de precisão na posição e o controle flexível abrem possibilidades totalmente novas - não apenas

para a precisão no forjamento, mas também em termos de eficiência energética."

Um projeto-piloto sobre o tema atualmente está sendo executado na RUD-Schöttler, patrocinado pelo Ministério Federal do Meio Ambiente da Alemanha.

O sistema eletrônico de controle ajusta automaticamente o fornecimento de energia e do número de golpes necessários para obter resultado real depois de cada golpe - até que a espessura da peça pré-seleccionada seja obtida. A influência de desgaste sobre a precisão da peça pode, portanto, ser compensada através da regulagem da energia de dosagem. Isto melhora a qualidade do produto e faz com que seja possível documentar continuamente os dados do processo.

Consequentemente, a nova tecnologia de acionamento oferece o máximo de flexibilidade na adaptação nas áreas de

aplicação especializadas de processos no forjamento. O processo oferece uma significativa redução no número total de golpes - diminuindo, assim, os tempos de ciclo e a energia necessária para a conformação.

Novo martelo linear com Tecnologia Servo

Centro de Tecnologia SENAI Solda inaugurou moderno laboratório de soldagem no Rio de Janeiro O Centro de Tecnologia SENAI Solda (CTS Solda) inaugurou dia 30 de Setembro, o Laboratório de Excelência em Tecnologia de Soldagem na cidade do Rio de Janeiro. O espaço é resultado de uma parceria entre SENAI, Agência Nacional de Petróleo (ANP)

Laboratório de Soldagem

e Petrobras. A cerimônia de inauguração contou com a presença da diretora-geral da ANP, Magda Chambriard, do presidente do Sistema FIRJAN, Eduardo Eugenio Gouvêa Vieira, e de André Cordeiro, gerente executivo do Centro de Pesquisa da Petrobrás.

O laboratório, que teve o investimento de R$ 12 milhões, será utilizado para o desenvolvimento de pesquisas voltadas às necessidades das indústrias, em especial as que formam a cadeia produtiva de petróleo e gás. Segundo o gerente do CTS Solda, Maurício Ogawa, o laboratório também vai auxiliar na formação de mão de obra qualificada para o mercado. “Nosso objetivo é dar todo o suporte para as empresas nos trabalhos de soldagem", ressalta.

O Laboratório de Excelência em Tecno-

logia da Soldagem terá o único sistema a laser de soldagem híbrida, com características de construção e tecnologias embarcadas do mundo. O equipamento possibilita a combinação de dois processos de soldagem em uma única aplicação, o que permite uma aceleração da velocidade do trabalho.

Por englobar todas as modernas tecnologias de soldagem em um único lugar, o laboratório vai ser utilizado para o desenvolvimento de forma integrada de pesquisas nas áreas de união de materiais, de integridade e de caracterização dos materiais. Os estudos para o desenvolvimento de tecnologias ligadas aos novos materiais são importantes, principalmente com o avanço da exploração em águas profundas, na camada pré-sal.

Siempelkamp entrega prensa de forja gigante

FIERF aprova US$ 103 mil para pesquisas

A Siempelkamp Maschinen - und Anlagenbau da Alemanha entregou uma prensa de matriz fechada para a empresa chinesa Nanshan Aluminium, pertencente ao grupo Nanshan Group, situado na província de Shandong. Além de fábricas laminadoras de alumínio, a empresa opera prensas de extrusão para perfis de alumínio e está investindo na produção de peças forjadas feitas de ligas de alumínio e titânio, a serem utilizadas pela indústria aeronáutica chinesa.

A prensa tem uma força de 50.000 toneladas, tornando-se a maior construída pela Siempelkamp e uma das maiores já construídas na Alemanha. Siempelkamp também entregou uma prensa de matriz fechada de 12.500 toneladas para a mesma Nanshan. Ambas as prensas são parte de uma nova forjaria, que fabricará peças feitas de ligas de alumínio e titânio para a indústria aeronáutica chinesa. Siempelkamp forneceu ambas prensas de uma única origem, incluindo o projeto, fundição e usinagem de peças, bem como a instalação e start-up no local.

A FIERF (Forging Industry Educational and Research Foundation Fundação de Pesquisa e Educação da Indústria da Forjaria dos EUA) aprovou 103 mil dólares em 2014 para projetos de pesquisa e ensino em quatro universidades americanas.

Os projetos, que envolvem sete alunos, são: Additive Manufacturing Versus Forging Fabrication - A Comparative Study (Manufatura aditiva versus forjados - um estudo comparativo), Case Western Reserve University e Wharton Business School; A Study on the Effect of Violating Forging Hammer Manufacturers Recommendations (Um estudo sobre o efeito da violação das recomendações dos fabricantes de martelos de forja), Cleveland State University; Ultra-Fine Grain Processing of Steel Billet (Processamento de tarugos de aço de grão ultrafino), Illinois Institute of Technology; e Exploration of New Forging Die Materials (Exploração de novos materiais para matrizes de forja), pela University of North Texas.

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NOVIDADES Klüber Lubrication tem novo gerente industrial

3D Systems adquire a Robtec

A Klüber Lubrication, empresa especializada no desenvolvimento, produção e fornecimento de lubrificantes especiais, apresentou o engenheiro mecânico Nilton Tavares como seu novo gerente industrial na unidade fabril do Brasil, instalada em Barueri (SP).

Nilton Tavares atua há quase 20 anos no Grupo Freudenberg, do qual a Klüber Lubrication faz parte. Durante este período, atuou como gerente industrial das fábricas da Freudenberg Não Tecidos e Freudenberg Filtration Technologies, em Jacareí (SP). Além disso, Tavares passou três anos na planta da Freudenberg Não Tecidos na Cidade do Cabo, na África do Sul, assim acumulando a experiência necessária que o crendenciou para este cargo atual.

Com atuação no mercado de impressão tridimensional, a norte-americana 3D Systems anunciou, no último mês de Abril, a compra da Robtec, empresa atuante na venda de impressoras 3D e prestação de serviços de prototipagem rápida, digitalização e fabricação de pré-séries, entre outros. A empresa é a maior distribuidora autorizada dos produtos da 3D Systems na América Latina.

Com o acordo, 70% das ações da Robtec passaram a pertencer à companhia norte-americana, enquanto os outros 30% serão repassados daqui a cinco anos. De acordo com a empresa, mais de US$ 3 milhões serão investidos em equipamentos para aumentar a oferta de produtos e serviços ao mercado.

Schmersal lança novo produto de segurança

SMS Meer fornece nova prensa para forjamento

A Schmersal, multinacional alemã especializada em sistemas de segurança, informa do lançamento do Laser Safe PCSS-A0, um novo produto para gerenciamento de todas as funções de segurança relacionadas ao controle e monitoramento de prensas dobradeiras hidráulicas.

O PCSS-A0 é um controlador programável com sistema de segurança desenhado especificamente para melhorar o desempenho e a segurança de prensas dobradeiras. O produto é integrado aos sistemas de CNC das empresas Cybelec, Delem e ESA para alcançar a operação ideal com funções totalmente automatizadas do sistema de proteção. É indicado somente para dobradeiras hidráulicas com duas velocidades (rápida para aproximação da dobra, e lenta de até 10mm/s para execução da dobra).

A Carpenter Technology, produtora norte-americana de aços inoxidáveis, ligas especiais, aços ferramenta e de componentes recentemente instalou uma nova prensa de forjamento, fornecida pela SMS Meer, em sua nova fábrica em Athens, no estado do Alabama (EUA). A planta recéminaugurada a um custo de US$ 500 milhões inclui refusão, forjamento e acabamento, além de laboratórios de qualidade. A máquina, a maior de seu tipo que SMS Meer construiu até a data, tem capacidade para produzir 50 mil toneladas de material forjado anualmente, com uma força de pressão de 22 MN para cada um dos seus quatro cilindros. O diâmetro máximo de entrada do material é de 1.100 mm com um peso máximo do tarugo de 11 toneladas. De acordo com a Carpenter, a nova máquina permitirá fabricar seus produtos e fornecer a flexibilidade necessária para reagir rapidamente às condições de demanda continuamente alteradas.

Alcoa fornecerá lâminas forjadas para turbinas de avião Alcoa anunciou a assinatura de contrato com prazo de 10 anos e valor superior a um bilhão de dólares com a fabricante de turbinas de avião Pratt & Whitney, para fornecer componentes de motores de jatos, incluindo a primeira hélice de alumínio já produzida para esta finalidade. O forjado foi desenvolvido para motores Pratt & Whitney da série PurePower usando uma liga avançada de alumínio e um processo patenteado de fabricação. A Alcoa também está desenvolvendo lâminas para turbinas

forjadas utilizando sua avançada liga de alumínio-lítio para os motores PurePower.

Segundo a empresa, a lâmina de alumínio é mais leve e permite uma melhor eficiência do combustível. O avançado sistema de propulsão da Pratt & Whitney permite que a turbina gire a velocidades mais baixas e a câmara quente a velocidades mais altas, otimizando a condição de operação de ambas. Alcoa prevê a fabricação das lâminas em suas fábricas nos Estados Unidos. A empresa também irá forne-

cer uma gama de outros produtos avançados, incluindo peças estruturais fundidas.

Motor da série PurePower da P&W

TOMRA Sorting apresenta tecnologia separadora de metais A TOMRA Sorting Recycling, fabricante norueguesa de equipamentos de separação de materiais, apresentou na Exposucata 2014 realizada em Agosto último, em São Paulo, a sua tecnologia de separação baseada em sensores para aplicações de reciclagem de metais

TITECH finder da TOMRA Sorting Recycling

e plásticos. A empresa mostrou a sua nova geração do equipamento TITECH finder, com capacidade para detectar as mais ínfimas partículas metálicas, ferrosas e não ferrosas, e separar frações de metal de elevada pureza.

Os sistemas de separação da TOMRA conseguem recuperações de até 95% de metais de diferentes fluxos e com um elevado grau de pureza. Entre eles: aço inoxidável, cobre, bronze, latão, alumínio, zinco, placas de circuitos impressos e cabos elétricos. A calibração adaptativa disponível nos modelos TITECH finder permite anular o sinal de pequenos fragmentos metálicos embebidos na banda da cinta aceleradora, evitando

que as válvulas se ativem na sua passagem e, assim, conseguindo uma maior pureza do produto selecionado.

O equipamento dispõe de um sensor eletromagnético que reconhece os materiais com base na sua condutividade eletromagnética; opcionalmente também se pode combinar com o sensor espectrométrico NIR (Near Infra Red - infravermelhos próximos), que reconhece os materiais com base nas suas propriedades espectrais únicas.

As suas aplicações incluem a recuperação de uma fração limpa de cabos elétricos, uma fração limpa de aço inoxidável e a recuperação de todos os metais não ferrosos.

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PRODUTOS Prensa de Dupla Manivela

Presstrade As prensas mecânicas de dupla manivela têm potência máxima de 30° antes do ponto morto inferior. Sua força de pressão é de 3000 a 12000 kN, tendo mesas com dimensões de 1280 x 950 até 2200 x 1---600 mm. Podem contar com: ejetores na mesa, sistema elétrico-hidráulico de embreagem / travamento, controle da temperatura de armazenamento, controlador da força de pressão, controle eletrônico com painel touch screen, além de outras opções. www.presstrade.com

Virabrequins

Susin Francescutti O virabrequim VB 329, produzido em aço forjado, é utilizado em motores série 12 (X12) aplicados em caminhões Volvo VM 260 e VM 310, de seis cilindros. Já o virabrequim VB 061 é destinado a motores Perkins 1006/1006T aplicados em tratores agrícolas. A empresa também produz eixos especiais para prensas, máquinas e compressores. www.sufran.com.br

Projeto Chave na Mão para Forjarias Jamo A Jamo fornece soluções em forjamento aos seus clientes com projeto chave na mão. Sua estrutura é capaz de realizar testes a plena carga com potências de até 1000kW. Desta forma, 100% do funcionamento do equipamento é testado e definido nas instalações da Jamo. www.jamo.ind.br

Prensa Hidráulica de Quatro Colunas

Prensas Luxor As prensas hidráulicas de quatro colunas possuem potência máxima de compressão de 250 T. Dimensões úteis das mesas: 2000 x 1200 mm, com abertura máxima entre mesas de 1000 mm e curso da mesa móvel de 630 mm. A velocidade de aproximação da mesa móvel é de 300 mm/seg e a velocidade de compressão com potência máxima de 30-50 mm/seg. www.luxor.ind.br

Levantadores Magnéticos

Schunk A versão mais simples dos levantadores com ímãs eletropermanentes SCHUNK atua manualmente. O levantador compacto MAGNOS é recomendado para vários setores e aplicações. Devido ao seu baixo peso, convence pela sua alta capacidade de levantamento e fixação, mesmo em peças brutas a serem usinadas com superfícies rugosas. Uma vez que as superfícies externas do levantador não são magnéticas, não atraem nem cavacos nem limalha. www.schunk.com

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Válvulas

Metal Work A Metal Work dispões de válvulas de seccionamento V3V, da linha Syntesi, tamanhos 1 e 2, disponíveis em bitolas de ¼" a 1", na versão Skillair até 2´´, podendo ser acionada manual, elétrica ou pneumaticamente. Para bitolas maiores que 1´´, o acionamento disponível é pneumático e elétrico. Para acompanhar a válvula de seccionamento, a linha Syntesi também conta com válvulas de abertura progressiva, que evitam golpes de aríete no equipamento e na linha por aumentarem a pressão gradativamente, e não liberarem a pressão nominal de uma só vez. As válvulas cumprem os requisitos da NR 12. www.metalwork.com.br

Instrumentos de Medição

Hexagon Metrology O braço de medição portátil ROMER Absolute Arm Compact proporciona uma medição 3D em um volume de 1,2 m, inclusive em locais reduzidos. Um sistema de contrapeso permite seu uso sem suportes, e a utilização de codificadores absolutos faz desnecessário o referenciamento, visto que pode ser localizado sobre qualquer superfície, ser ligado e estar pronto para medir. O ROMER Absolute Arm Compact está disponível em dois modelos e pode ser certificado segundo a ISO 10360-2 ou B89.4.22, além de ser compatível com todos os principais pacotes de software de metrologia. www.hexagonmetrology.com.br

Aços Especiais

ArcelorMittal O Centro de Serviços da ArcelorMittal possui uma estrutura logística completa focada em aços especiais. Oferece mais de 900 produtos personalizados para atender às necessidades de cada segmento do setor industrial, como o automotivo, o de linha branca, o de ferramentas e o serralheiro. Conheça os diferenciais: Barras de Aço: - Laminadas (aço-carbono ou construção mecânica); Trefilados (aço-carbono, corte fácil ou construção mecânica); Blanks ou bolachas (aço-carbono ou construção mecânica). Acabamentos: Laminados; Trefilados; Descascado; Retificado.

Serviços: Tratamento térmico; Corte de barras (blanks ou bolacha); Metalografia / Espectrofotômetro; Ensaios de laboratórios especiais. www.arcelormittal.com.br

Máquinas de testes universais

Instron Projetados para testes de tensão, compressão, curvatura/ flexão e cisalhamento de alta capacidade, os Modelos DX são acionados por um sistema de bomba hidráulica que move um conjunto de pistão para fornecer as forças necessárias ao teste.

O design de base simples combina bastidores de carga, fonte de energia hidráulica, circuitos eletrônicos e painel de controle em um único pacote - reduzindo os requisitos de espaço no chão em mais de 60%. www.instron.com.br

SERVIÇOS Extrusão a Quente

Maxiforja A linha de extrusão a quente instalada na Maxiforja foi projetada para integrar, em um único sistema, velocidade e precisão. O processo de extrusão tem como principal característica a obtenção de forjados de núcleo vazio (hollow shape), o que reduz a massa no produto final. Além do forjamento de extensões, utilizadas em eixos rodoviários, o processo ainda permite a extrusão de tubos de apoio e conexões para aplicação na exploração de petróleo e gás. www.maxiforja.com.br

Manutenção Industrial

CMI Brasil A CMI coloca toda sua experiência na Gestão de Contratos de Manutenção Industrial, disponibilizando equipes residentes ou volantes para atuar de maneira fixa, ou em serviços spot, nas áreas de Mecânica, Elétrica, Instrumentação, Lubrificação, Automação e Gestão de Ativos. Possui experiência em segmentos como siderurgia, metalurgia, mineração, petroquímica, madeira, papel e celulose, dentre outros. Quando existe a necessidade de execução de trabalhos em altura, a CMI utiliza sua equipe de alpinistas industriais, todos certificados para acesso por cordas (IRATA). www.cmibrasil.com

Testes em componentes forjados

Tuzzi O laboratório da Tuzzi conta com equipamentos para execução de diferentes testes em peças e componentes forjados. Instalado em São Joaquim da Barra (SP), tem capacidade para realizar testes estruturais, de durabilidade e ensaios com cargas cíclicas, testes em feixes de molas e “Wind Up”, ensaios mecânicos, metalográficos, análises químicas de materiais, além de contar com outros equipamentos para suporte. www.tuzzi.com.br

Análise de Vibração e Preditiva

Engevibra Através da Análise de Vibração, a Engevibra verifica se o equipamento ainda está em condições de funcionamento ou se precisa realizar algum outro tipo de manutenção e correção. Assim que a medição com equipamentos de última geração é feita, é gerado um banco de dados com todas as informações para a realização de uma manutenção preditiva, um agendamento efetuado pelo setor de manutenção, para evitar uma quebra de equipamento inesperada, interrompendo assim a produção. www.engevibra-px.rtrk.com.br

II Seminário de Tecnologia do visita Com Forjamento técnica!

Instrutores: Prof. Dr. Íris Bento da Silva (USP - EESC) e Prof. Dr. Sérgio Tonini Button (UNICAMP - FEM)

Data: 27 e 28 de Novembro de 2014 Horário: das 8h às 18h Local: Prensas Schuler - Av. Fagundes de Oliveira, 1515 - Piraporinha, Diadema - SP Investimento: R$ 990,00 Descontos: * 2 pessoas: 5% de desconto * De 3 a 5 pessoas: 10% de desconto * De 6 pessoas para mais: 15% de desconto

Incluso: * Material didático; * Coffee-break; * Almoço; * Estacionamento; * Churrasco no final do primeiro dia; * Visita técnica na planta da Prensas Schuler; * Certificado de participação.

Despesas adicionais correm por conta do participante.

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Capacitação de Profissionais In-Company

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PESQUISA E DESENVOLVIMENTO

Alberto Moreira Guerreiro Brito

Máscaras Metálicas para o Aumento da Vida de Ferramentas no Forjamento

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nos atrás, na área de usinagem, a substituição de ferramentas monolíticas por ferramentas utilizando pastilhas de corte (Figura 1) mais baratas e facilmente substituíveis, montadas em um suporte, trouxe inúmeros benefícios econômicos e tecnológicos aos processos.

Na conformação mecânica, o custo das ferramentas no processo de forjamento em matriz fechada representa atualmente entre 17 e 35% do custo total de um componente forjado. Essa parcela, devido ao custo da ferramenta, é em grande parte determinada pela vida útil da mesma.

Um processo de forjamento a quente envolve um sistema complexo no qual um billet metálico, normalmente a 1000ºC, no caso de forjamento de aço, é deformado entre duas matrizes para a obtenção de uma forma final desejada. Normalmente, as matrizes são aquecidas a temperaturas entre 200°C e 300ºC com o objetivo de evitar um choque térmico muito violento entre o metal forjado e a ferramenta. Outra razão pela qual as matrizes são aquecidas é que, a temperatura ambiente, os aços nos quais elas são confeccionadas apresentam uma fragilidade relativamente alta, não sendo capazes de resistirem às altas tensões que se desenvolvem durante o processo. Em razão disso, durante o processo, as ferramentas são submetidas a tensões, deformações e gradientes de temperatura que pro-

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vocam, em uma fina camada superficial, desgaste térmico e adesivo, bem como fadiga termomecânica. Por outro lado, se uma chapa relativamente fina puder ser moldada e bem adaptada à superfície da cavidade da matriz, formando um inserto (copiando o conceito das ferramentas de usinagem com insertos), esse material é que sofrerá os processos de desgaste e fadiga relatados acima. Se, além disso, essa “máscara” (Figura 2) puder ser fabricada em um material menos nobre e facilmente substituída quando apresentar problemas, isto poderá trazer uma grande vantagem econômica ao processo.

O Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), em cooperação com o Instituto de Conformação Mecânica (IBF) da Universidade Técnica de Aachen (RWTH), na Alemanha, está iniciando projeto de pesquisa cuja proposta é a realização de um abrangente estudo de natureza teórico-experimental, investigando a aplicação de tal conceito a uma geometria simples e o comportamento básico do inserto quando em serviço submetido aos mecanismos de desgaste e fadiga.

Devido à aplicação da força necessária para deformar o metal, altas tensões normais se desenvolvem na interface entre o metal sendo deformado e a ferramenta. No momento em que a deformação é iniciada, estabelece-se um movimento relativo entre as superfícies da matriz e do billet, gerando atrito e calor na interface (mesmo com a utilização de lubrificantes), com o desenvolvimento de tensões tangenciais, no mínimo iguais à metade da tensão de escoamento do material sendo forjado. À medida que a deformação prossegue, vai existindo cada vez mais área de contato entre a superfície do billet e a superfície da ferramenta e um maior tensionamento da ferramenta. À medida que os detalhes da matriz vão sendo preenchidos, altas tensões, que podem ser muito maiores que a tensão de escoamento do material, se desenvolvem nesses pontos. Quando o forjamento está quase completo, inicia-se a formação da rebarba. Neste ponto, o tensionamento da ferramenta atinge o valor máximo.

Todo esse carregamento mecânico e variações de temperatura levam a matriz a falhar com o tempo e definem sua vida útil. Os principais fenômenos que contribuem para a falha da ferramenta após um determinado número de ciclos de forjamento são: (a) desgaste abrasivo; (b) fadiga mecânica; (c) fadiga térmica; (d) amolecimento; (e) deformação plástica; (f) fragilização superficial [1-12].

Nas primeiras etapas do projeto será estudada a hipótese, sugerida por estudos preliminares, de que uma máscara produzida em uma chapa metálica fina pode ser usada para evitar o desgaste abrasivo e adesivo de matriz de forjamento, e também para reduzir as principais tensões térmicas e mecânicas, que contribuem para fadiga da ferramenta. O estudo será conduzido por meio de simulações numéricas validadas por experimentos de forjamento. Deverá ser verificado para que geometrias de peça e matriz o fluxo de material ocorre, de forma a não provocar qualquer movimento relativo entre a máscara e a matriz base. Nesses casos, prevê-se que o desgaste adesivo e abrasivo da ferramenta base será insignificante. Isso será inicialmente investigado atra-

PESQUISA E DESENVOLVIMENTO Alberto Moreira Guerreiro Brito

Figura 1. Ferramentas monolíticas de corte comparadas a porta-ferramentas utilizando pastilhas de corte

vés de um estudo de simulação numérica em que a máscara metálica e a ferramenta base são modeladas separadamente e o contato entre elas ocorre apenas devido a efeitos do atrito. Adicionalmente, a continuação de estudos utilizando simulação numérica deverá fornecer informações sobre como a máscara metálica influencia as tensões na ferramenta.

A expectativa, suportada por pesquisas preliminares, é que as tensões térmicas na matriz base serão bastante reduzidas apenas devido ao fato de a máscara reduzir o gradiente térmico a que a mesma fica sujeita durante o ciclo de forjamento.

Todo o desenvolvimento deverá ser feito utilizando-se matrizes relativamente simples, com e sem máscara. Com isso, por meio da comparação direta das tensões e temperaturas que se ocorrem em cada caso, deverá ser possível realizar uma primeira estimativa do efeito da máscara sobre a vida da matriz de acordo com o conceito de uma curva de Wöhler para um componente submetido a ciclos térmicos e mecânicos.

Com relação a uma aplicação prática futura do conceito de máscaras sobre matrizes de forjamento, deverão ser avaliadas que geometrias de máscaras podem ser fabricadas

por operações simples de conformação de modo a terem um custo competitivo. Isto poderá ser feito comparando-se o custo de fabricação das mesmas com o custo de fabricação de peças forjadas com geometrias similares. Finalmente, deverá ser avaliado o quão simples deve ser o processo de fabricação de uma máscara, de modo a ser o processo economicamente viável.

Se os resultados desse estudo mostrarem que o conceito é tecnicamente, ou seja, forem obtidas maiores vidas de matriz e/ou vantagens econômicas, o conceito deverá ser expandido. Isto significa que o mesmo processo de desenvolvimento deverá ser aplicado à produção de um componente forjado de geometria mais complexa fornecida por um parceiro industrial. O LdTM e o IBF buscam parceiros industriais interessados em participar desse estudo.

Alberto Moreira Guerreiro Brito é engenheiro metalúrgico, doutor em engenharia, pesquisador do Laboratório de Transformação Mecânica da UFRGS, tendo participado e coordenado projetos na área de conformação mecânica de aços e ligas leves de uso aeronáutico.

E-mail: brito@ufrgs.br.

Matriz superior Máscara Fixadores da máscara Peça forjada

Billet

1

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Figura 2. Conceito básico do forjamento de uma peça com simetria axial utilizando matriz com “máscara”

Referências Bibliográficas [1] J.F. Archard; Contact and Rubbing of flat surfaces; Journal of applied physics, pp. 981-988 [2] J.A. Behrens, F. Schäfer; Prediction of wear in hot forging tools by means of finite-element-analysis; J Mater Process Tech 167 (2005), pp.

309-315 [3] B.A. Behrens; Finite element analysis of die wear in hot forging processes; Cirp Ann-Manuf Techn 57/1 (2008), pp. 305-308 [4] R.L. Norton; Projeto de máquinas, uma abordagem integrada, Bookman Publisher [5] Projekt; FEM-Simulation des Werkzeugsversagens bei Warmmassivumformprozessen infolge thermisch-mechanischer Materialermüdung, IBF (Institut für Bildsame Formgebung, RWTH-Aachen) und IFUM (Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen, Leibniz Universität Hannover), 2010 [6] E.G. Dieter; Mechanical Metallurgy, Guanabara Koogan S.A., Brazil, 1981 [7] B.A. Behrens, A. Bouguecha, T. Hadifi et al.; FEM-Simulaton der Werkzeugversagens bei Warmmassivumformprozessen infolge thermisch-mechanischer Materialermüdung; Schmiede Journal /09 (2011), pp. 42-46 [8] B.A. Behrens, F. Schäfer; Vorhersage des Werkzeugversagens durch Materialermüdung in der Warmmassivumformung, Springer-Verlag, Düsseldorf, 2008 [9] M.L. Santaella, M. Muckelbauer, G. Hirt; Mechanical Fatigue Prediction – Welded Tools; Forge User Meeting, Cannes, France (2012) [10] M. Knörr; Auslegung von Massivumformprozessen gegen Versagen durch Ermüdung, Bericht: Institut für Umformtechik, Universität Stuttgart, Springer-Verlag, Heidelberg, 1995 [11] S. Gao; Life Estimation of Forging Dies, VDI-Fortschritt-Berich, VDI-Verlag, Düsseldorf, 2005 [12] E. Doege, B.-A. Behrens; Handbuch Umformtechnik, 2. ed., Springer, Berlin, Heidelberg, 2010 Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 21

CONFORMAÇÃO

Lirio Schaeffer

Inovação das Técnicas de Forjamento no Brasil

E

m Outubro de 2014 ocorreu em, Porto Alegre (RS), o maior encontro da América Latina da indústria e academia, que teve por objetivo discutir questões técnicas relacionadas ao processo de forjamento. O aspecto inovação foi palavra-chave desde a abertura até as últimas apresentações no terceiro dia do encontro. Participaram deste evento principalmente fornecedores de auto-peças e no “show room” os destaques foram os fabricantes de equipamentos. Um dos principais fornecedores brasileiros de matéria-prima para forjados contribuiu com duas apresentações técnicas.

Um fato muito importante, evidenciado no XXXIV SENAFOR, foi a demonstração de que atualmente são as forjarias que devem mostrar aos fabricantes de automóveis novos “design’s” de peças, que venham atender ao conceito de “componentes mais leves”. Este conceito está sendo o grande foco da indústria automobilística mundial

que, a partir de 2020, terá que pagar uma multa por cada grama de CO2 expelida pelos veículos.

A indagação que se faz a seguir é: as nossas forjarias estão preocupadas em INOVAR a ponto de sugerir novos procedimentos e processos para as montadoras? A nossa experiência mostra que não existe muito interesse neste tipo de desenvolvimento tecnológico. Por exemplo: há 20 anos, no Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) da UFRGS, desenvolveu-se para uma empresa uma tecnologia para produção de cruzetas de precisão a frio. As cruzetas eram forjadas pelo processo convencional a quente e com muita rebarba (Figura 1).

A empresa financiou este novo desenvolvimento e até hoje produz cruzetas de precisão a frio. Entretanto, as técnicas modernas já mostram cruzetas ocas de muito mais baixo peso (Figuras 2 e 3). Durante todos estes anos a empresa nunca se interessou em continuar uma modernização da tecnologia. Será que atualmente o pensamento

Figura 1. Cruzeta forjada a quente com rebarba

Placa de refrigeração

Anéis de pressão Punção Cilindro hidráulico Cartucho de aquecimento Ferramenta de pré-tensão Matriz Placa de Isolamento Punção Cruzetas com espigas ocas

Figura 2. Exemplos de Cruzetas com espiga oca [1]

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Ferramenta para fabricação de cruzetas ocas de precisão

CONFORMAÇÃO Lirio Schaeffer

Deformação equivalente 5 2.5 0

Defeitos

é outro? Tudo indica que nossas empresas se acostumaram a uma “situação de conforto” comprando “know how” e pagando por patentes oriundas de tecnologia desenvolvida no exterior. Nossos centros de pesquisa continuam não sendo apoiados pelos sucessivos governos brasileiros e nem tampouco nossas indústrias precisam deles. Quando será que iremos começar a inovar?

Lirio Schaeffer é engenheiro mecânico, com Doutorado em Conformação Mecânica - Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule/ Aachen/Alemanha (1982). Desde 1976 é Professor Titular na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Departamento de Metalurgia e coordena o Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM). Tem experiências na área de Energias Alternativas. Atualmente, é consultor ad hoc da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), consultor do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Consultor da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ). E-mail: schaefer@ufrgs.br

Referências Bibliográficas

Figura 3. Exemplo com estrutura vazada [2]

[1] Liewald, M. e A. Felder: Die Produktionsaforderungen bestimmen die Zukünftige Kompetenzen in der Massivumformung. Anais: Internationale Konferenz Neue Entwiklungen in der Massivumformung Stuttgart/Alemanha, Maio, 2011, pg 207-244 [2] Liewald M. e A. Felder: Recent Developments in Cold Forging in Europe - Impact of e-mobility. Anais da 31º Conferência Internacional de Forjamento (SENAFOR), Porto Alegre, 2011

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LUBRIFICANTES

Henri Strasser

Lubrificante de Matriz - Parte II

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lubrificantes sintéticos de matriz produzindo com sucesso em campos antes reservado apenas ao grafite.

Como todos os esforços de substituição do grafite pelo sintético, apenas trocando os produtos e eventualmente fazendo alguma correção ou modificação no sistema de aplicação, fracassaram, pode-se concluir que apenas isso, uma ordem rígida de erradicação do grafite da presidência e achar que a lubrificação com grafite é algo retrógrado, não é mesmo suficiente.

Tudo leva a crer que o problema esteja no projeto das matrizes.

O desenho convencional usando como lubrificante de matriz o grafite não serve para um lubrificante de matriz sintético. Portanto, para sintético será necessário um outro projeto. A diferença pode estar no coeficiente de atrito da camada formada pelo lubrificante de matriz.

Provavelmente, uma redistribuição da deformação será necessária.

No gráfico acima estão apresentados os coeficientes de atrito de Coeficientes de atrito da camada seca e bem aderida Coeficiente de atrito

U

ma vez mostrado que um grafite bem selecionado e bem aplicado possibilita os melhores resultados em termos de vida de matriz, preenchimento da gravura, redução de força de forjamento, qualidade do forjado e redução de sucata ficam, no entanto, aspectos negativos que são derivados da cor escura e da condutividade do grafite.

Também o fato de o lubrificante ser formulado para máxima aderência trazendo enormes vantagens na superfície da matriz pode ser um problema. Em todos os lugares com os quais ele entra em contato, ele se deposita. Na gravura da matriz, em contato com o billet, o grafite se queima formando CO2 e água. Isso é, desaparece e precisa ser reposto para o próximo forjamento. Nas vizinhanças da gravura, porta-matriz, prensa, no entanto, ele adere e deposita camada sobre camada e quando seca forma uma crosta dificílima de ser removida, o chamado build-up. É extremamente nocivo em peças móveis e mecanismos onde ele se introduz, emperrando tudo. Apenas uma aplicação precisa por pulverização é capaz de reduzir este fenômeno. O fato de o grafite ser condutor traz um problema adicional. O pó que penetra nos armários de comando das máquinas causa curto-circuitos nas chaves e outros componentes elétricos. Todos estes problemas são ampliados pelo uso de grafites naturais de granulometrias maiores, pois a quantidade aplicada é, às vezes 4 vezes, maior do que com um grafite fino sintético.

Portanto, não é de hoje que se tenta desesperadamente encontrar um lubrificante sem grafite, branco, de cor clara, sintético e outros nomes com os quais este tipo de produto foi designado. Os primeiros lubrificantes sem grafite foram emulsões de óleo mineral em água para aplicações muito simples. A seguir vieram os sais anorgânicos, produto de uma neutralização do ácido correspondente. A pressão do billet sendo forjado causa uma pirólise que deposita uma camada de sal estratificada. No entanto, também estes lubrificantes foram usados em aplicações específicas, mormente em matrizes fechadas com pouco movimento metálico. Aplicado em forjamentos normais causava vidas de matriz muito inferiores ao do grafite. Ainda hoje, na substituição direta do grafite, consegue-se no máximo 1/3 da vida de matriz.

Isso tem a ver com o fato de que os lubrificantes sintéticos de hoje têm excelentes propriedades de desmolde, elevadas temperaturas de molhamento, mas não têm boas propriedades lubrificantes, pelo menos, quando comparadas ao grafite.

Os primeiros esforços sérios de substituição do grafite foram verificados no Japão, durante o “milagre japonês” no fim dos anos 80, quando vieram os decasséguis que não queriam trabalhar com grafite. Foi desenvolvido um sal com nitreto de boro (conhecido como grafite branco, matéria-prima do diamante sintético) que conseguiu excelentes vidas de matriz, equivalentes às do grafite. Por ser muito caro, passado o boom, voltou-se imediatamente ao grafite. No entanto, o fato ficou e algumas empresas japonesas tentaram novamente a erradicação do grafite há uns 10 anos.

Os fornecedores de lubrificantes de matriz continuaram suas pesquisas sobre este tipo de lubrificante e já há notícias de aplicações de

0.2 0.15

Produtos grafitados Produtos experimentais

Produtos sintéticos

0.1 0.05 0 Não Coloidal coloidal Submicrômico Semicoloidal

NPFL com nitreto de boro Lubrificantes de matriz

camadas secas e bem aderidas de diversos lubrificantes de matriz. As barras se referem a produtos comercializados e experimentais. Uma coisa é certa, quanto menor o coeficiente de atrito mais caro será o produto. É certo que isso é claramente um caso de custo-benefício, pois quanto mais durarem as matrizes, menor será o custo da matriz por peça, maior será a produtividade pela ausência de down time para reparar ou trocar as matrizes. No caso dos sintéticos (barra azul turquesa da direita a primeira barra cinza), é provável que o coeficiente de atrito esteja da ordem de 0,12 a 0,14 para um lubrificante com custo coerente em relação ao grafite, pois ele não vai trazer vantagens de vida de matriz. Apesar de já existirem lubrificantes de matriz com coeficiente de atrito abaixo de 0,1 e menor, certamente a sua utilização também necessitará de total reprojeto, reengenharia das matrizes.

Causa estranheza que os tão úteis simuladores não considerem os coeficientes de atrito fornecidos pelo lubrificante de matriz. Um conhecedor da matéria comentou que há um simulador de forjamento que permite a entrada do coeficiente de atrito, mas que se acaba colocando “aquele que dá mais certo”! Pode?

Henri Strasser é engenheiro e sócio-diretor na Alimax Consultoria de Projetos e Servicos Médicos. Ele pode ser contatado em: henristrasser@uol.com.br.

SINDIFORJA

Sindicato Nacional da Indústria de Forjaria

Sindiforja participa do International Forging Congress em Berlim

E

ntre os dias 29 de Junho e 04 de Julho último, foi realizado em Berlim o 21º IFC, International Forging Congress Congresso Internacional de Forjamento, em Berlim, capital da Alemanha (veja matéria com programação completa na seção Estivemos Presentes, nesta edição).

Dentro da programação do evento, além das palestras técnicas, foram também apresentadas as tendências do mercado de forjamento em nível mundial. Assim, associações de forjarias de países como EUA, Japão, França, Espanha, India, China, Taiwan, Coreia e da União Europeia divulgaram em detalhes os números de venda e produção de forjados em seus mercados internos.

Também foram apresentados dados sobre a economia, além de pormenores da situação política de cada país que pudessem influenciar o mercado de forjados.

O Brasil também se fez presente. Silvia Ribeiro de Aquino, Diretora para Assuntos Internacionais do SINDIFORJA, apresentou aos 720 congressistas presentes ao encontro a palestra “Brazil´s Forge Trends”. Dividido em 9 seções, o trabalho trouxe dados da economia, do sistema político, da população, da produção automobilística e da indústria da forjaria brasileira.

Em sua palestra, Silvia Aquino conseguiu demonstrar que a economia brasileira cresceu

Diretora do Sindiforja, Silvia Ribeiro de Aquino e o Dr. Theodor Lutz Tutmann, Secretário Geral da EUROFORGE

de forma consistente entre 2007 e 2011, com uma pequena queda em 2009. Já entre 2012 e 2014 o resultado não foi dos melhores.

A inflação, com picos acima de 6% ao ano em 2011 e 2014, também foi objeto de análise da apresentadora. Quanto aos números do mercado de trabalho foi demonstrado que o desemprego caiu continuamente entre 2006 e 2013, voltando a crescer em 2014. Também o contínuo crescimento demográfico brasileiro foi apresentado.

Mas os pontos negativos da realidade brasileira não foram deixados de lado. O meio ambiente hostil para negócios foi

apresentado com a revelação do elevado número de impostos que a indústria brasileira é obrigada a recolher. Entre outros pontos também foram abordados os temas referentes à burocracia, falta de infraestrutura como, por exemplo, o transporte público, alto custo de energia elétrica, alto custo do transporte rodoviário, alto custo do preço de aço, alto custo da mão de obra, etc.

Silvia comentou que apesar do crescente aumento de produção e venda de veículos no Brasil, a indústria de forjados vê com preocupação a contínua queda na venda.

Assim, a produção brasileira de forjados era de 450 mil toneladas métricas em 2008, caiu para 400 mil em 2011 e, em 2014 está se situando ao redor de 425 mil. De acordo com a apresentadora, dois terços das autopeças forjadas consumidas no Brasil são importadas.

Finalizando, Silvia Aquino apresentou um número contundente: em 1992, o quadro associativo do SINDIFORJA era composto por 57 forjarias e 4 siderúrgicas.

Já em 2014, o quadro reflete a realidade do mercado: o número de associados caiu para 26 forjarias e duas siderúrgicas.

Silvia Ribeiro de Aquino, palestrou durante o IFC 2014 Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 25

>>> Emprego do Ultrassom em Produtos Forjados

Emprego do Ultrassom em Produtos Forjados para Verificação de Descontinuidades Fábio Junkes Corrêa, Luana de Lucca de Costa, Lirio Schaeffer, UFRGS Nesse estudo foram analisadas possíveis descontinuidades por meio do ensaio não destrutivo em corpos de aço AISI 4140 sujeitados a ensaios de compressão. A realização do ensaio não destrutivo de ultrassom permitiu a verificação da presença ou ausência de descontinuidades internas no material comprimido. Observou-se que o ensaio de compressão, equivalente ao processo de forjamento em matriz aberta, não originou descontinuidades internas no material e também eliminou os pequenos vazio internos, oriundos do processo de fundição que os corpos originalmente apresentavam. Desta forma, o processo de forjamento, além de propiciar melhoria nas propriedades mecânicas, também ocasiona o fechamento de vazios que surgem durante os processos de fabricação, tais como fundição e metalurgia do pó

O

desenvolvimento de métodos não destrutivos tem mostrado alto potencial, aplicando-se na avaliação das propriedades dos materiais [1]. A determinação dos defeitos dos materiais usando ensaios não destrutivos é amplamente aplicada em diversas áreas das indústrias. A segurança na operação de veículos de transportes como aviões, trens, metrôs e balsas requer inspeções de componentes permanentes. A escolha apropriada do método não destrutivo é feita dependendo do tamanho dos defeitos a serem detectados e dependendo do material a ser inspecionado [2].

Os ensaios não destrutivos são fundamentais para a fabricação de componentes mecânicos, permitindo a inspeção sem prejudicar a operacionalidade do componente. É preciso detectar e caracterizar defeitos com o objetivo de prever suas influências sobre o desempenho dos componentes em condições de serviço [3].

Existem ensaios não destrutivos que não são eficientes para avaliar alterações das propriedades dos materiais devido à limitação de aferição somente na camada superficial do material avaliado, sabendo que há diferenças das propriedades mecânicas das regiões interna e periférica dos materiais. Entretanto, ensaios como o ultrassom são bastante eficientes para analisar propriedades internas dos materiais [4].

As técnicas de ensaios não destrutivos vêm sendo utilizadas como método de avaliação de estruturas metálicas, tanto na fase de projeto como na fase de construção. Muitas pesquisas estão sendo realizadas ligadas às indústrias em que há sistemas com tubulações, como empresas petrolíferas, refinarias, termoelétricas, dentre outras, devido a possíveis falhas que vêm aparecendo nas tubulações em sistemas de condução de fluido [5].

Inspeções por ultrassom para a avaliação de componentes mecânicos são as mais usadas hoje para verificação de descontinuidades internas nas indústrias devido à sua facilidade de operação [6].

Ultrassons são ondas acústicas com frequências acima do limite audível. Normalmente, as frequências ultrassônicas situam-se 26

- Set a Dez 2014

na faixa de 0,5 a 25 Mhz. Os ecos refletidos através do ensaio por ultrassom a partir das heterogeneidades ou descontinuidades presentes nos materiais ensaiados contêm informações pertencentes à localização, ao tamanho e às características dos defeitos. A detecção precisa e a localização dos defeitos são limitadas pela habilidade de interpretar de forma precisa a informação contida nos sinais ultrassônicos obtidos durante uma inspeção [7].

Geralmente, as dimensões reais de uma descontinuidade interna podem ser estimadas com uma razoável precisão por intermédio da altura dos ecos refletidos, fornecendo meios para que a peça possa ser aceita ou rejeitada, baseando-se nos critérios de aceitação da norma aplicável.

As maiores aplicações deste ensaio são os ensaios em soldas, laminados ou forjados, fundidos, materiais compostos, medição de espessura, oxidação ou corrosão etc.

Monitoração da inspeção

Aparelho de ultrassom

Corpo de prova

Figura 1. Aparelho de ultrassom e monitoração da inspeção

>>> Emprego do Ultrassom em Produtos Forjados

Monitor

Aparelho de ultrassom

Figura 3. Picos de descontinuidades obtidos no resultado do teste de ultrassom Líquido acoplante Bloco padrão Corpo de prova depois do ensaio de compressão

Transdutor Corpo de prova antes do ensaio de compressão

Figura 2. Medição por intermédio do uso de um transdutor

Materiais e Métodos Foram confeccionados 10 corpos de prova cilíndricos de aço AISI 4140 (0,41%C, 0,77%Mn, 0,02%P, 0,038%S, 0,21%Si, 0,98%Cr, 0,21%Mo), com 20 mm de diâmetro e 30 mm de altura. Os corpos sofreram uma redução de 60% em relação à altura inicial no ensaio de compressão realizado em uma prensa hidráulica com a capacidade de 40 ton e com a velocidade da ferramenta constante de 5mm/s. Para a realização do Ensaio Não Destrutivo (END) de ultrassom, representado na Figura 1, utilizou-se o aparelho de ultrassom, juntamente de seu sistema de monitoramento e um transdutor a partir de onde são detectadas as possíveis descontinuidades.

O END foi realizado antes e depois da realização do ensaio de compressão dos corpos de prova. Na Figura 2 é mostrada a medição por ultrassom da peça com o uso de um transdutor ligado ao aparelho e, por meio do sistema de monitoramento, é possível identificar se há presença de alguma descontinuidade interna.

Basicamente, o aparelho de ultrassom contém circuitos eletrônicos especiais que permitem transmitir ao cristal piezoelétrico, através do cabo coaxial, uma série de pulsos elétricos controlados, que são transformados pelo cristal em ondas ultrassônicas.

Da mesma forma, sinais captados no cristal são mostrados na tela do tubo de raios catódicos em forma de pulsos luminosos denominados ecos, que podem ser regulados tanto na amplitude quanto na posição na tela graduada. Os ecos constituem o registro das descontinuidades encontradas no interior do material. O transdutor é for-

mado pelos cristais, pelos eletrodos e emite um impulso ultrassônico que atravessa o material e reflete nas interfaces, originando o eco. O eco retorna ao transdutor e gera o sinal elétrico correspondente. O bloco-padrão é de material acusticamente semelhante ao da peça ensaiada e com espessura calibrada, pois se a calibração do aparelho for feita em blocos de materiais diferentes a precisão das medidas será afetada.

Para realizar a inspeção, o transdutor foi acoplado à peça, estabelecendo-se uma camada de ar entre o transdutor e a superfície da peça. Esta camada de ar impediu que as vibrações mecânicas produzidas pelo transdutor se propagassem para a peça em razão das características acústicas (impedância acústica) muito diferentes das do material a inspecionar. Por esta razão, foi utilizado um líquido acoplante que estabeleceu uma redução desta diferença e permitiu a passagem das vibrações para a peça.

Com a realização do END, foi possível verificar a presença ou a ausência de descontinuidades internas a partir do ensaio não destrutivo de ultrassom.

Resultados O julgamento das descontinuidades encontradas foi estabelecido de acordo com o procedimento escrito e a norma aplicável. As descontinuidades foram identificadas pelo seu comprimento e pela amplitude do eco de reflexão, que são quantidades mensuráveis pelo inspetor de ultrassom. Com o término das inspeções por ultrassom, identificaram-se as descontinuidades presentes. O corpo antes de forjado apresentou descontinui-

dades internas, enquanto o corpo, após ter sido forjado, não apresentou descontinuidades internas. No sistema de monitoramento, onde aparecem picos na curva do gráfico, são identificados como defeitos. Esses picos foram visualizados apenas na inspeção da peça antes de forjada, conforme mostra a Figura 3.

Conclusões O forjamento, além de suprir melhores características das propriedades mecânicas dos materiais, também pode objetivar o fechamento de possíveis vazios que surgem durante os processos de fabricação, como, por exemplo, a fundição.

Agradecimentos Os autores agradecem ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pelo financiamento das bolsas de estudo, ao Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM) e à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS).

Fábio Junkes Corrêa é Engenheiro Mecânico, mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPG3M) do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Porto Alegre - RS, fabio. correa@ufrgs.br. Luana de Lucca de Costa é Engenheira Mecânica, mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPG3M) do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), UFRGS, luana. lucca@ufrgs.br. Lirio Schaeffer é Prof. Dr.-Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, PPG3M, UFRGS, e-mail: schaefer@ufrgs.br.

Referências Bibliográficas As referências estão online no endereço: www. revistaforge.com.br/artigo-tecnico/emprego-do-ultrassom-em-produtos-forjados-para-verificacao-de-descontinuidades/2865 Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 27

>>> Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio

Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio Figura 1. Exemplos de componentes de precisão forjados a frio (near-net-shape)

Lirio Schaeffer, Lucas de Lima Gonçalves, UFRGS Atualmente, já são também deformados a frio aços que apresentam alta resistência mecânica. Todos os materiais que apresentam uma determinada ductilidade a temperatura ambiente podem ser deformados a frio. Peças com cantos vivos, rebaixos internos, furos com diâmetros pequenos e profundos e massas assimétricas não são adequadas para a produção pela deformação a frio

O

forjamento a frio ocorre na temperatura ambiente, sendo um procedimento particularmente interessante devido ao fato de se permitir a fabricação de componentes com grande precisão dimensional, geometrias complexas e com acabamento próximo ao uso da peça (near-net-shape). A Figura 1 mostra alguns exemplos de componentes forjados a frio.

São exemplos típicos para a indústria automobilística, que é a grande beneficiária de peças forjadas a frio.

Forjamento a Frio Em materiais não ferrosos como o chumbo, zinco e cobre foram às primeiras aplicações do forjamento a frio. Inicialmente, em relação ao uso de aço, empregou-se quase que exclusivamente aço não ligado. O efeito do encruamento provocando um aumento na resistência mecânica foi de extrema rele-

vância. Atualmente, já são também deformados a frio aços que apresentam alta resistência mecânica. Todos os materiais que apresentam uma determinada ductilidade a temperatura ambiente podem ser deformados a frio.

Peças com cantos vivos, rebaixos internos, furos com diâmetros pequenos e profundos e massas assimétricas não são adequados para a produção pela deformação a frio. Comparado à usinagem e ao forjamento a quente, o forjamento a frio apresenta maior produtividade e economia de matéria-prima, o que torna esse processo altamente competitivo para a produção de peças em aço.

Como exemplo de alguns materiais comumente deformados a frio destacam-se: • Aços não ligados: AISI 1010, 1015, 1020; • Aços ligados: AISI 5115, 6120, 3115; • Aços para tratamentos térmicos: não

Tabela 1. Temperaturas de forjamento

Temperatura

28

Frio

< 0.3 Tfusão

Morno

0.3 a 0.5 Tfusão

Quente

> 0.6 Tfusão

- Set a Dez 2014

ligados: AISI 5140, 4130, 4140, 8620.

• Aços inoxidáveis: - perlíticos: AISI 410, 430, 431; - austeníticos: AISI 302, 304, 316, 321.

• Ligas de alumínio: - baixa liga: 1285, 1070, 1050, 1100; - sem encruamento: 3003, 5152, 5052; - com encruamento: 6063, 6053, 6066, 2017, 2024, 7075.

Economicamente, em comparação com processos concorrentes ao processo de deformação a frio, nada se pode afirmar a priori. Fundamentalmente, o processo a frio passa a ter vantagens econômicas, dependendo do volume de material e de quanto a peça forjada se aproxima em geometria da peça pronta. É muito importante, ainda, a utilização de um material de menor custo, devido ao encruamento, em substituição de um aço com maior porcentagem de liga. É possível, ainda, a eliminação de tratamentos térmicos após o forjamento.

Não deve ser desconsiderado que o elevado custo do equipamento, somado ao desenvolvimento necessário para definir os passos de trabalho, pode ter como consequência a necessidade de se produzir um número elevado de peças para tornar o processo economicamente competitivo. Em geral, o rendimento só pode ser determinado com base em cálculos comparativos ou com

>>> Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio

base em experimentos.

Os desenvolvimentos teóricos são extremamente importantes quando se deseja minimizar a quantidade de experimentos para se atingir o produto final. Principalmente no cálculo de custo para a comparação de dois processos, evitando-se a realização de experimentos, a utilização de teorias tem sido de grande importância para a simulação do processo em que se deseja prever o fluxo de material. As teorias mais empregadas são: Teoria dos Elementos Finitos e Teoria do Limite Superior. Em relação às características técnicas necessárias para qualquer cálculo é fundamental o conhecimento da curva de escoamento (Tensão de escoamento em função da deformação logarítmica).

Em relação a materiais empregados, além dos já citados acima, sabe-se pouco sobre novos materiais. Apenas aços ligados ao boro mereceram algum destaque nos últimos anos. Sobre os materiais é importante o conhecimento dos seguintes fatores: • Tratamento térmico antes de forjar; • Estrutura metalográfica; • Tamanho de grão; • Texturas - linhas de segregação; • Velocidade de deformação; • Comportamento da curva de escoamento; • Ductilidade.

Em relação à Curva de Escoamento é importante observar que o trabalho de conformação dá origem a um aumento de temperatura. As curvas de escoamento em função da temperatura são parâmetros técnicos de fundamental importância na definição das etapas de processo. Em relação aos processos de fabricação como usinagem, solda, conformação a quente, etc., a conformação a frio apresenta as seguintes vantagens e desvantagens.

granular orientada na direção do trabalho mecânico aplicado); • Possibilidade de utilização de matéria-prima mais barata (pelos motivos do item anterior); • Obtenção de formas especiais (é possível obter peças que não seriam produzidas economicamente por nenhum outro processo); • Alta produtividade; • Precisão dimensional (tolerâncias reduzidas podem ser obtidas com grande repetibilidade destas, de peça a peça e de lote a lote, reduzindo os custos de inspeção de cada lote); • Bom acabamento superficial (geralmente obtém-se rugosidade superficial comparável ao retificado); • A proteção contra a corrosão é aumentada devido à operação de fosfatização.

Desvantagens

• Necessidade de prensas de maior capacidade; • Pressões elevadas nas ferramentas, necessitando-se assim materiais especiais e em geral de alto custo; • Necessidade de recozimentos intermediários para obter-se grandes deformações; • Viável economicamente apenas para lotes grandes de peças; • Tempos de preparação de máquina e ajuste do ferramental (set up) maiores.

Etapas do processo Geralmente, parte-se de um material de se-

Vantagens

• Menor quantidade de matéria-prima requerida (a peça pode ser obtida em sua forma final sem nenhuma perda de material ou com pequena quantidade de sobremetal para usinagem ou ainda necessitando apenas operações de furação ou rebarbagem); • Redução ou eliminação de operações subsequentes (mesmos motivos anteriores); • Melhoria das propriedades mecãnicas da peça devido ao trabalho de conformação realizado no material (em geral aumenta o limite de ruptura, o limite de escoamento e a dureza, além de se obter uma estrutura

ção circular, o qual é cortado em blanques que passarão nas diversas combinações das operações de forjamento até a forma desejada. As etapas são definidas por leis e critérios bastante conhecidos, que limitam o comportamento da peça-trabalho: limite de redução de área, limite de recalque livre ou confinado, conformabilidade do metal, etc.

Corte

O corte dos blanques pode ser feito em operação independente através de corte por cisalhamento em prensas verticais ou horizontais ou dentro de uma operação integrada em prensas de múltiplo estágio.

O corte ideal seria por serra circular ou fila horizontal, porém é muito mais caro (tempo de corte, perda de matéria- prima), mas, dependendo da precisão desejada e do tamanho do blanque, este procedimento é inevitável.

O corte por cisalhamento (Figura 2) obtido em operação independente tem a desvantagem de maior número de set up e maior movimentação de material em processo, porém tem a vantagem de poder-se efetuar as operações de tratamento térmico e superficial em separado, que por sua vez trazem vantagens de se poder cortar um material duro (desejável para corte por cisalhamento) e conformar um material de maior plasticidade (após recozimento), e ainda de se obter toda a superfície do blanque recoberta com lubrificante, ou seja, inclusive as faces onde foram feitos os cortes.

Observa-se que o corte da geratriz é uma

(a)

(b)

Cisalhamento

(d)

(c)

(e) (e)

Rebarbar

Figura 2. Diferentes procedimentos de cortes de geratrizes Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 29

>>> Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio

Distorção da geratriz

Variação do volume da geratriz

Tolerâncias dimensionais do produto

Superficie rugosa do produto

Defeitos superficiais da geratriz

Defeitos superficiais do produto

Encruamento supercial da geratriz

Baixa vida do ferramental

Aumento do custo de produção

Dificuldade na automação do processo

Sobrecarga do equipamento

Figura 3. Efeitos da qualidade da geratriz no forjamento a frio

operação fundamental do processo de forjamento a frio. De um modo geral, o preparo da geratriz tem uma influência nos custos de produção e nas dificuldades decorrentes da automação do processo (Figura 3).

Tratamento térmico

Para se obter uma melhor conformabilidade, o material deve estar esferoidizado, sendo esta uma das etapas vitais do processo.

Normalmente, faz-se um recozimento em fornos contínuos com atmosfera neutra e velocidade controlada ou em fornos a vácuo no caso de blanques e em fornos campana a vácuo para bobinas. Esta é uma etapa significativa nos custos, principalmente quando o forjado necessita usinagem posterior como uma operação de fresamento, por exemplo, na qual é necessário regenerar a estrutura para a condição de normalizado.

te no processo, pois altas taxas de pressão específica são verificadas na interface metal/ matriz e uma boa lubrificação reduz as forças de atrito existentes nesta região, o que obviamente reduz a força necessária de forjamento, além de aumentar a vida útil da ferramenta e de levar à obtenção de peças mais perfeitas, quer quanto ao seu aspecto, quer dimensionalmente. Dependendo do estado em que o blanque ou geratriz chega para a lubrificação, ele passa pelas seguintes operações: 1. Desengraxamento; 2. Lavagem; 3. Decapagem; 4. Lavagem; 5. Fosfatização; 6. Lavagem; 7. Neutralização; 8. Aplicação do sabão; 9. Secagem.

Decapagem mecânica

A geratriz ou blanque recozido deve passar por uma limpeza com jato de granalha de aço com a finalidade não só de remover a oxidação superficial como também de aumentar a área da superfície e ao mesmo tempo diminuir a área de contato inicial no forjamento. Isso permite, assim como a operação de fosfatização, uma melhor absorção de lubrificante e obviamente uma melhor condição de atrito.

Esta etapa em conformação a frio já é tradicionalmente conhecida como fosfatização/ensaboamento, uma vez que a fosfatização sempre precede a aplicação do lubrificante, que por sua vez é um sabão alcalino.

Esta é também uma etapa muito importan30

- Set a Dez 2014

Descrição Sumária das Operações: • Desengraxamento: realizado quando as peças vêm para o banho contaminadas com óleo ou graxa ou quando vão para novo tratamento térmico. Desnecessário quando as peças vêm de jateamento de granalha ou de recozimento; • Lavagem: usada para retirar resíduos da operação anterior, inclusive a solução desengraxante. Feita em água com renovação constante; • Decapagem: química, neste caso, tendo um papel triplo: eliminar os óxidos superficiais (provenientes de tratamento térmico, ferrugem, etc.); aumentar o microrrelevo das superfícies por multiplicar os

pontos de germinação de cristais de fosfatos; deixar o material quimicamente ativo. É feita mediante imersão das peças numa solução aquosa a 10-15% de ácido sulfúrico a uma temperatura de 65- 70ºC, que contém fracamente um inibidor de ataque do aço; • Lavagem: esta é necessária porque antecede a fosfatização, que é sensível ao carregamento de soluções dos banhos anteriores. Realizada com água com renovação constante; • Fosfatização: é a operação mais delicada do processo. Realizada a quente, normalmente com tempo de imersão de 5 a 10 minutos; • Tem como finalidade formar sobre a superfície do aço uma camada de fosfato de zinco que forma um reticulado cristalino de alta aderência, capaz de reter o lubrificante nas operações de forjamento a frio; • Lavagem: efetuada como nas etapas anteriores; • Neutralização: realizada, como o nome diz, para neutralizar os resíduos ácidos da operação de fosfatização; • Aplicação do sabão: mergulha-se as peças numa solução de sabões alcalinos entre 60 e 80ºC e a camada lubrificante de sabão de zinco une-se firmemente à camada de fosfato de zinco e, com isso, à superfície do metal; • Secagem: efetuada em estufa ou ar para evitar a evaporação da água durante o forjamento, devido ao aquecimento da peça, o que pode impedir o funcionamento do lubrificante.

Tratamento térmico após as operações de forjamento

Conforme citado anteriormente, a peça pode sofrer ainda um tratamento térmico após a última operação de forjamento visando a uma melhor usinabilidade, alívio de tensões ou ainda à obtenção de determinada propriedade mecânica ou de estrutura desejada para que a peça cumpra a função para a qual foi projetada de maneira satisfatória e segura.

Resistência à Fadiga No forjamento ou na Extrusão a Frio obtém-se uma maior resistência à fadiga devido às tensões residuais de compressão existentes nas camadas superficiais do componente deformado. A densidade de material no contorno de grão também é minimizado (principalmente quando comparado com componentes usinados). O material existente entre o contorno de grão atua como

>>> Considerações sobre o Processo de Forjamento a Frio

microtrincas. Quanto menos material existe no contorno de grão, maior é a resistência à fadiga. As linhas de fluência e o comportamento de fases contínuas esclarecem o aumento da resistência à fadiga.

O forjamento a frio apresenta-se como um processo economicamente competitivo em que a escolha adequada do material e dos processos para fabricação do ferramental influi decisivamente.

Defeitos em Produtos Forjados a Frio Os defeitos que surgem em produtos forjados a frio são causados basicamente por fatores como:

Lirio Schaeffer é engenheiro mecânico, com Doutorado em Conformação Mecânica - Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule/ Aachen/Alemanha (1982). Desde 1976 é Professor Titular na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) - Departamento de Metalurgia e coordena o Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM). Tem experiências na área de Energias Alternativas. Atualmente é consultor ad hoc da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), consultor do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Consultor da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ). E-mail: schaefer@ufrgs.br Lucas de Lima Gonçalves é Engenheiro Pesquisador do Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. E-mail: lucas.goncalves@ufrgs.br.

• Tratamento térmico incorreto e baixa qualidade superficial dos tarugos de partida;

• Deficiência da lubrificação na interface tarugo-ferramentas; • Execução de etapas de extrusão ou recalque com graus de deformação excessivos e; • Uso de ferramentas com geometrias inadequadas.

Limitações do Processo Como em qualquer processo, as limitações do forjamento a frio de eixos de aço referem-se a aspectos econômicos e relativos à própria natureza do processo.

• A limitação de capacidade do equipamento de forjamento em termos de energia disponível e dimensões; • Características de produtos forjados; • As propriedades mecânicas do material empregado na fabricação das ferramentas, em termos de dureza e resistência à compressão.

Esses aspectos fazem com que um dado equipamento seja capaz de produzir forjados com dimensões e geometrias específicas, limitando seu uso para uma categoria de produtos.

As limitações impostas pelas ferramentas apresentam um caráRAM424-14 anuncio de vendas feiplastic 175 x 110.pdf 1 ter econômico relacionado com o seu custo e vida de trabalho.

Referências Bibliográficas [1] SCHAEFFER, L.Forjamento Introdução ao Processo, 2ª edição,Editora Imprensa Livre,2006 [2] TONINI, Planejamento do Procssos e de Ferramentas para o Forjamento a Frio,1999 [3] VILLAS, Analise Numérica do Forjamento a Frio de um Componente Metálico não Axi-Simetrico e Ferramentas,2011 [4] http://in3.dem.ist.utl.pt/mscdesign/02ed/01tecmec/file2.pdf

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>>> Materiais de Forjamento: Aços Microligados

Materiais de Forjamento Parte VIII: Aços Microligados C.J. Van Tyne - Colorado School of Mines, Golden, Colorado, EUA J. Walters - Scientific Forming Technologies Corporation, Columbia, Ohio, EUA Nesta parte da nossa série, discutiremos uma classe de materiais relativamente nova - os aços para forjamento microligados. Este artigo fornecerá uma descrição geral dos aços microligados, seguida por detalhes de sua composição química e microestrutura. Completarão este artigo as aplicações para os componentes de aços microligados forjados e considerações especiais para os forjadores que lidam com estes aços

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- Set a Dez 2014

do. Observa-se que para um aço de baixa liga a têmpera, revenimento e alívio de tensões após o desempenamento exigem que a peça seja reaquecida diversas vezes, acumulando custos de energia no processo. Em contraste, o aço microligado, se forjado e resfriado adequadamente, pode ser utilizado sem os tratamentos térmicos adicionais e sem os custos de energia que os acompanham.

0,60-1,65% e de silício de 0,15-0,65%.

Os elementos de microliga são adicionados em pequenas quantidades para formar os aços microligados, sendo eles o vanádio, o nióbio e o titânio. A maior parte dos aços microligados tem uma microestrutura ferrítica-perlítica. Alguns produtores de aço também adicionam pequenas quantidades de molibdênio a esses aços para produzir um aço microligado bainítico logo após o forjamento. Estes aços são designados, algumas vezes, como a terceira geração de aços microligados.

O vanádio (V) adicionado ao aço, na fai-

Temperatura

Composição Química e Microestrutura Os aços microligados para forjamento possuem, tipicamente, faixas de quantidades de carbono de 0,15-0,55%, de manganês de

Aços baixa liga

Forjamento Têmpera

Desempenamento Revenimento

Alívio de tensões

Tempo

Temperatura

A

ssim como todos os aços, os aços microligados são ligas metálicas ferrosas. Normalmente, são aços carbono ou aços baixa liga com pequenas adições (ou seja, microligados) de um dos três elementos especiais. Estes aços foram desenvolvidos na década de 1960 e suas aplicações são na forma de chapas ou de tubos.

No entanto, somente na década de 1980 que os forjadores começaram a produzir componentes de aço microligados em quantidades significativas. Os aços microligados possuem resistência e tenacidade mais elevadas se comparados com os aços de baixa liga com a mesma microestrutura. Eles não têm a mesma combinação alta de resistência/tenacidade dos aços ligados temperados e revenidos, mas suas propriedades podem ser bastante adequadas em muitas aplicações.

A vantagem real dos aços microligados é a redução de custos alcançada pela eliminação dos tratamentos térmicos, uma vez que uma peça de aço microligado devidamente projetada e forjada não irá exigir qualquer tratamento térmico posterior. Assim, a eliminação da necessidade de austenitização e de têmpera e revenimento após o forjamento ajuda a compensar o custo adicional associado com um aço microligado. A Figura 1 mostra um diagrama típico de tempo-temperatura de um aço de baixa liga e de um aço microliga-

Aços microligados

Forjamento

Resfriamento controlado

Tempo

Figura 1. Comparação dos diagramas tempo-temperatura típicos dos aços baixa liga, os quais são temperados e revenidos, com os aços microligados

>>> Materiais de Forjamento: Aços Microligados

1.0 µm 100 µm

1.0 µm

Figura 2. Imagem com alto aumento mostrando a presença de precipitados muito finos em um aço microligado ao vanádio. Note que eles estão dispersos por toda a microestrutura

Figura 3. Microestrutura de um aço médio carbono microligado ao vanádio. A adição de vanádio permite que a fase ferrita (branca) se forme sobre as partículas de MnS (“olhos pretos de touro” na ferrita) e quebrem as grandes colônias de perlita (pretas) na microestrutura

xa de 300 a 1.000 ppm (0,03-0,10%), tem uma alta solubilidade na fase austenita do aço. Assim, quando o aço é aquecido para as temperaturas de forjamento, todo o V se dissolve na fase austenita (similar ao açúcar se dissolvendo dentro da água quando a água é quente).

Quando o aço é forjado e resfriado na sequência de forma controlada, o V irá reagir com o carbono e com o nitrogênio formando carbonitretos de vanádio, os quais precipitam como partículas finas na microestrutura. Estas partículas fornecem um impulso significativo na resistência do aço em temperatura ambiente. A Figura 2 mostra uma imagem em microscópio eletrônico de transmissão (MET) de um aço microligado ao vanádio. As partículas brancas finamente dispersas nas imagem são os carbonitretos de vanádio (V(CN)). Eles são nanométricos, indicando que os aços microligados realmente são parte do esforço atual para a nanotecnologia.

Outro benefício fornecido pelo V é que pode ocorrer a formação dos precipitados de V(CN) nas partículas de MnS que estão dentro do aço. Estas partículas de MnS com V(CN) na sua superfície formam sítios de nucleação para a ferrita, causando a formação de ferrita dentro dos grãos da austenita (intragranular) e, assim, estando presente dentro das colônias finais de perlita. A ferrita intragranular pode contribuir com um pequeno aumento na tenacidade do aço. A Figura 3 mostra a microestrutura de um aço microligado ao vanádio com ferrita intragranular.

O nióbio (Nb), algumas vezes citado nos EUA como columbium (Cb), não é utilizado com frequência nos aços para forjamento. Ele é um elemento muito comum de microliga utilizado na laminação controlada de chapas de aço de alta resistência. Nos aços para forjamento, o Nb é adicionado em níveis de 200 a 1.000 ppm (0,020,10%). A solubilidade do Nb na austenita é muito sensível à temperatura. Em altas temperaturas de forjamento, a maioria do Nb será dissolvida e precipitará no resfriamento de forma bastante similar ao V. Em temperaturas de forjamento mais baixas o Nb não se dissolverá por completo. Se ele estiver presente como precipitados finos nestas temperaturas de forjamento mais baixas, estes precipitados atuarão como ancouradouros (pinning) para os contornos de grão da austenita, não permitindo que o tamanho de grão aumente muito.

A Figura 4 mostra uma imagem de MET de um aço microligado ao Nb. Perceba que, em contraste com a Figura 2, os precipitados finos ricos em Nb não estão dispersos por toda a estrutura, mas residem principalmente nos contornos de grão da austenita precedente.

Figura 4. Micrografia de alta resolução de um aço microligado ao nióbio. Os precipitados (partículas brancas) não estão dispersos pela microestrutura, mas ocorrem principalmente ao longo dos contornos de grão da austenita prévia. Estes precipitados em contornos de grão previnem o crescimento de grão da austenita em altas temperaturas

Os tamanhos de grãos desta austenita prévia são da ordem de cerca de 1 micron, os quais são realmente muito finos. Se há grãos finos de austenita, então, os produtos da sua transformação (ferrita, perlita ou bainita) no resfriamento também terão uma estrutura de grãos finos. Tamanho de grão pequeno não somente aumenta a resistência mecânica do aço, como ao mesmo tempo pode aumentar a tenacidade. Este refinamento de grão é o único mecanismo conhecido de aumento simultâneo da resistência mecânica e da tenacidade. O controle destes precipitados ricos em nióbio no forjamento é muito mais difícil. A janela de processamento para um bom produto forjado com um aço microligado ao nióbio é muito menor do que com o vanádio. Assim, apesar do menor custo do Nb se comparado com o V, o V ainda é a escolha normal como elemento de microliga para o forjamento.

O titânio (Ti) é o terceiro maior elemento de microliga utilizado nos aços para forjamento. A quantidade de Ti nos aços para forjamento é muito pequena – 100 a 200 ppm (0,01-0,02%). O Ti tem solubilidade muito baixa na austenita, mesmo em temperaturas elevadas. Ele reage muito rápido com o nitrogênio presente no aço, formando nitretos de titânio (TiN). Estas partículas de TiN geralmente se formam durante o processo de solidificação do aço nas siderúrgicas. Se o precipitado de TiN estiver finamente disperso, ele agirá como ancoradouro para os contornos de grão da austenita durante o aquecimento e forjamento, criando um tamanho de grão austenítico muito fino. De forma similar ao forjamento dos aços microligados com Nb em baixas temperaturas, os pequenos tamanhos de grãos da austenita conduzirão a uma estrutura de grãos finos no produto final, aumentando tanto a resistência mecânica como a tenacidade dos aços.

Aplicações Os componentes forjados fabricados com aço microligado são utilizados em diversas aplicações. Eles são utilizados extensivamente em aplicações automotivas, incluindo virabrequins, bielas e uma variedade de componentes de transmissão. Eles também são utilizados em ferramentas manuais. A grande maioria das peças forjadas de aço microligados são produtos de alto volume e de tamanho moderado (0,5-5 kg), que é o “docinho” para peças automotivas.

Em produtos que não são forjados, os aços microligados são utilizados extensivamente em chapas de alta resistência, tubos de alta resistência e em componentes estruturais para navios, carros e caSet a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 33

>>> Materiais de Forjamento: Aços Microligados

Precipitação (ventilador ou névoa)

-18ºC

260ºC

538ºC

815ºC

Faixa de operação

1093ºC

Forjamento a morno

1371ºC

Forjamento a quente

1649ºC

Faixa de fusão

Figura 5. Faixas típicas de temperatura para aços microligados

minhões. Nos EUA, o uso de componentes forjados microligados em aplicações automotivas ficou para trás do seu uso no Japão e na Europa. Este atraso não foi devido às limitações técnicas do material, mas principalmente devido aos problemas legais que as empresas automotivas dos Estados Unidos não estavam dispostas a assumir.

Por muitos anos, desde o seu desenvolvimento inicial até o início da década de 1990, estes aços microligados para forjamento eram classificados como aços experimentais. Foi somente em 1992 que eles receberam uma designação oficial como ASTM A-909 e saíram da categoria experimental. As empresas automotivas americanas eram relutantes em utilizar aços que fossem classificados como “experimentais”, não importando quaisquer provas de quão bons eles eram.

Forjamento de Aços Microligados A temperatura para forjamento a quente necessária para os aços microligados é a mesma utilizada para os aços carbono e baixa liga. Algumas empresas têm acoplado com sucesso o forjamento a morno (temperaturas de cerca de 980°C ou menos) com aços microligados para produzir um produto de alta qualidade. As cargas de forjamento podem ser um pouco maiores do que para as classes não-microligadas.

Se for utilizado o forjamento a morno, então, as cargas podem ser significativamente mais elevadas. A Figura 5 mostra a faixa de temperaturas para estes aços microligados. Praticamente todas as aplicações são com aquecimento por indução, pois envolvem grandes volumes de produção e peças de dimensões de moderadas a pequenas.

Os requisitos de controle de processo para os aços microligados são significativamente maiores do que os necessários para as peças que serão posteriormente tratadas termicamente. Além do controle da temperatura devido a uma linha de aquecimento por indução para o aquecimento dos tarugos, um aspecto crítico da produção de forjamento dos aços microligados é o resfriamento controlado das peças depois de sair do martelo ou prensa. Para se obter o tamanho e distribuição dos precipitados apropriados, a velocidade de resfriamento tem que ser mais rápida do que o padrão de resfriamento em um compartimento fechado, mas mais lenta que uma têmpera em óleo ou água.

34

- Set a Dez 2014

A taxa de resfriamento correta é fundamental para maximizar as propriedades das peças forjadas de aços microligados, especialmente componentes feitos com adições de vanádio. Os métodos típicos para se alcançar a taxa de resfriamento adequada são: refrigeração em um transportador de correia com ventilador ou em um transportador com um spray de névoa fina.

Se a taxa de resfriamento for muito lenta, ocorrerá a formação de precipitados, mas suas dimensões serão grandes demais para se obter a eficácia máxima. Se a taxa de resfriamento for muito rápida, não irá formar precipitados e o custo adicional do aço microligado será desperdiçado porque não será obtido o impulso na resistência devido aos precipitados na microestrutura. O intervalo de temperaturas importante é a partir da temperatura de forjamento até o fim da temperatura de transição austenítica (tipicamente 730°C). Abaixo deste nível a quantidade de precipitação é muito reduzida.

O desenvolvimento inicial do processo poderá ser caro, pois deverão ser otimizados os parâmetros como temperatura de forjamento, velocidade do transportador e coeficiente de transferência de calor a partir de ventiladores para se conseguir a precipitação necessária após o forjamento.

O desenvolvimento por tentativa e erro não só é caro, como também pode convergir para um conjunto não ideal de condições. Esta situação é uma oportunidade ideal para implementar uma modelagem do processo para otimizar a velocidade de resfriamento como uma função do coeficiente de transferência de calor, tal como é feito para o forjamento para aplicações aeroespaciais. Tarugos descartados, peças forjadas extraviadas ou outros atrasos resultam em peças sucateadas.

Ocasionalmente, o retrabalho por meio de um tratamento térmico posterior pode ser possível, mas tal retrabalho derrota a vantagem dos aços microligados na eliminação de tratamentos térmicos extras. O controle do processo para um forjamento com sucesso e de forma otimizada de aços microligados é semelhante aos requisitos associados com ligas aeroespaciais. Os forjados de aços microligados precisam ser engenheirados, não podem ser produzidos por um processo simples de “aqueça-o e vença-o”!

>>> Materiais de Forjamento: Aços Microligados

Tabela 1. Sumário dos três principais elementos de microliga nos aços Elemento

Solubilidade na austenita

Efeito do carbonitreto precipitado

V

Alta

Endurecimento por dispersão e nucleação de ferrita intragranular

Nb

Sensível a temperatura

Endurecimento por dispersão, ancoramento do contorno de grão da austenita e inibição da recristalização

Ti

Baixa

Ancoramento do contorno de grão da austenita

Considerações Especiais Uma crítica às peças de aços microligados é que eles são mais difíceis de usinar após o forjamento. Estudos têm mostrado que a usinagem não é pior se comparada com os aços carbono e de baixa liga, mas é um pouco diferente. Se você operar o equipamento de usinagem com os mesmos avanços, velocidades e profundidades de corte que você utilizaria com um aço não microligado da mesma classe, então as ferramentas realmente serão desgastadas mais rapidamente. Os parâmetros de usinagem precisam ser ajustados a fim de se obter a mesma vida da ferramenta de corte.

Sumário Os aços microligados pertencem a uma classe relativamente nova de materiais para forjamento que podem fornecer aços forjados com resistência mecânica adicional e tenacidade adequada para uma variedade de aplicações. As suas propriedades dependem fortemente do controle dos precipitados finos nos aços. Este controle requer condições especiais de resfriamento no final do forjamento em martelo ou prensa. Apesar de os aços microligados serem mais caros que os seus equivalentes aços carbono ou baixa liga, pode ser obtida uma redução de custos pela eliminação dos tratamentos térmicos pós-forjamento. Certamente os aços microligados deveriam

ser considerados em discussões com os seus clientes quando eles estão tentando obter componentes de aço com resistência mecânica mais alta.

Agradecimentos É apreciado o apoio dado pelo PRO-FAST Program. O PRO-FAST Program é formado por uma equipe dedicada de profissionais que representam tanto o Departamento de Defesa quanto a indústria.

Estes colegas estão determinados a assegurar à nação da indústria do forjamento que estarão posicionados para os desafios do século 21.

Os membros-chave desta equipe são: R&D Enterprise Team (DLA J339), Logistics Research and Development Branch (DLS-DSCP) e a Forging Industry Association (FIA). Este trabalho foi preparado originalmente para os cursos FIA Theory & Applications of Forging e Die Design oferecidos pelo Scientific Forming Technologies Corporation.

Dr. Chet Van Tyne é professor da FIERF (Forging Industry Educational and Research Foundation) do Departamento de Engenharia Metalúrgica da Colorado School of Mines, Golden, Colorado, EUA. Ele pode ser contatado em cvantyne@mines.edu. John Walters é vice-presidente da Scientific Forming Technologies Corporation, Columbus, Ohio, EUA. Ele pode ser contatado em jwalters@deform.com.

Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 35

>>> Aquecimento por Indução - Parte I

Modelamento Computacional dos Processos de Aquecimento por Indução - Parte I Dr. Valery Rudnev, FASM - Inductoheat Inc., Madison Heights, Michigan, EUA O modelamento computacional não é somente uma ferramenta, ele se tornou uma necessidade. A simulação computacional fornece a habilidade de se prever como diferentes fatores podem afetar as condições térmicas de transição e final de uma peça aquecida e o que precisa ser feito para determinar as sequências de processos mais apropriadas

O

modelamento computacional ajuda a minimizar erros e a diminuir o tempo de desenvolvimento ao se projetar novos sistemas. Entre as décadas de 1960 e 1990 era comum estimar os parâmetros de processos baseados em regras empíricas. Apesar do fato de que estas técnicas eram fáceis de serem empregadas, sempre havia um perigo de se obter resultados alterados e inadequados a partir destas técnicas.

Modelamento Computacional Numérico Os especialistas em aquecimento por indução modernos, ao invés de utilizarem técnicas de modelamento com uma única fórmula com regras empíricas, voltaram-se para métodos de simulação numérica, tais como diferenças finitas, elementos finitos, elementos de arestas, volumes finitos, elementos de contornos e outros. Cada uma destas técnicas tem certas vantagens e desvantagens e têm sido utilizadas sozinhas ou em combinação com outras.

Para cada tipo de aplicação de aquecimento por indução há certos métodos numéricos ou softwares. Não há um método computacional universal único que se encaixe de forma otimizada para todos os tipos de aplicações. Nos últimos anos, o Método dos Elementos Finitos (MEF) tornou-se a ferramenta de simulação numérica dominante para uma variedade de aplicações de engenharia. Embora o MEF seja uma técnica de modelamento muito eficaz, não é a ferramenta computacional final para todas as aplicações de aquecimento Diferenças finitas

por indução. Em alguns casos, uma combinação de diferentes métodos é mais eficaz.

Vamos ver um exemplo simples, qualquer uma das técnicas requer uma malha da área de modelamento, a qual inclui a(s) bobina(s) de indução, a peça aquecida e outros corpos condutores elétricos que estejam próximos à bobina de indução. As especificações na geração da malha podem afetar a precisão da simulação, o tempo necessário para o pré e o pós-processamento e o tempo real para executar as simulações. A Figura 1, por exemplo, mostra as malhas para as três técnicas de modelamento mais populares.

Até mesmo um olhar superficial sobre as malhas revela que a escolha de uma técnica sobre a outra depende das especificidades de cada aplicação por indução. É fácil, por exemplo, aplicar o Método das Diferenças Finitas (MDF) quando a área de modelamento tem geometrias simples, como cilíndrica ou retangular. A malha ortogonal divide a área de simulação num número finito de nós (Figura 1, esquerda). Devido à rede ortogonal, o algoritmo de modelamento é simples. Este método é bastante universal devido à sua relativa simplicidade de aplicação.

O MEF é um outro grupo de técnicas numéricas dedicadas à obtenção de uma solução aproximada para diferentes problemas técnicos, incluindo aqueles encontrados no aquecimento por indução. Enquanto o MDF fornece uma boa aproximação de pontos, o MEF proporciona uma boa aproximação de elementos das

Elementos finitos

Elementos de contorno

Raio da peça de trabalho

R

Figura 2. Aquecedor de barras por indução com sete bobinas em linha

0

Comprimento da Z peça de trabalho Aproximação do contorno Contorno real

Contorno real

Figura 1. Uma comparação das malhas para as três técnicas de modelamento computacional mais populares utilizadas no aquecimento por indução: diferenças finitas (MDF), elementos finitos (MEF) e elementos de contorno (MEC)

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- Set a Dez 2014

>>> Aquecimento por Indução - Parte I

ESTUDO DE CASO: Tecnologia FluxManager para Alívio de Tensões nas Extremidades dos Tubos

Figura 3. Produtos tubulares para plataforma de petróleo necessitam de alívio de tensões nas suas extremidades

Diâmetro Externo do Tubo = 370 mm Espessura da parede = 16 mm Resultados em tonalidades de cor Qualidades: Temperatura em graus Celsius Tempo (s): 210 Escala/Cor 0 / 40,625 40,625 / 81,25 81,25 / 121,875 121,875 / 162,5 162,5 / 203,125 203,125 / 243,75 234,75 / 284,375 284,375 / 325 325 / 365,625 365,625 /406,25 406,25 / 446,875 446,875 / 487,5 487,5 / 528,125 528,125 / 568,75 568,75 / 609,375 609,375 / 650

Figura 4. Análise do aquecimento por indução pelo MEF, da temperatura ambiente até 600°C, em um tubo de aço carbono na porção final com 300 mm de comprimento, 370 mm de diâmetro e 16 mm de espessura. A malha para o MEF está indicada no lado direito Diâmetro externo do tubo

Temperatura, °C

O alívio de tensões nas extremidades dos tubos de aço, geralmente, é feito antes da usinagem da rosca. Para isso, a extremidade do tubo é colocada numa bobina de indução com várias espiras e aquecida durante o tempo e parâmetros de processo especificados, os quais incluem a temperatura final da peça, o comprimento necessário da extremidade do tubo a ser aquecida e outros.

Algumas aplicações requerem uma zona de transição de calor longitudinal aguda, enquanto outras exigem certos perfis de temperatura transientes. Os diâmetros dos tubos variam, tipicamente, entre 10 e 500 mm, com espessuras de parede entre 4 e 30 mm. O comprimento da extremidade do tubo aquecida varia de 50 a 450 mm, dependendo das especificidades de aplicação. Em muitos casos, a uniformidade de temperatura axial e radial é um fator determinante para um produto de qualidade. O aquecimento das extremidades dos tubos tem sido muito bem-sucedido. As tendências recentes para aumentar a espessura da parede dos tubos para tubulações de petróleo (Figura 3), combinadas com requisitos mais rigorosos para a uniformidade de aquecimento, ilustraram várias desvantagens do uso de frequências mais altas em relação ao uso da frequência de rede quando é feito o aquecimento até as temperaturas de alívio de tensões de paredes grossas de tubos de aços magnéticos. Estes incluem: • No aquecimento de tubos de grande espessura, o efeito de pele ou “skin effect” (mesmo com a frequência de rede) é muito pronunciado e a relação "espessura da parede/profundidade de penetração da corrente de Foucault" é bastante grande. Frequências mais altas tendem a aumentar essa relação. Por conseguinte, existe o perigo de um superaquecimento localizado na superfície externa dos tubos de parede grossa magnéticos, o que pode resultar numa estrutura heterogênea indesejável após o alívio de tensões.

• As frequências mais altas são visivelmente mais sensíveis ao posicionamento do tubo no interior da bobina de indução. Isto significa que mesmo pequenas variações na distância entre a bobina e o tubo, devido a um posicionamento não-simétrico, pode conduzir a uma variação de temperatura na extremidade do tubo. Isso diminui a repetibilidade do processo e afeta negativamente o controle do processo, geralmente resultando no aparecimento de pontos "quentes" e "frios".

• As altas frequências requerem o uso de conversores de estado sólido que, em alguns casos, pode aumentar significativamente o custo do maquinário.

A simulação computacional é uma ferramenta ideal para determinar o projeto da bobina e a sequência de aquecimentos apropriados para esta aplicação. A Figura 4 mostra um exemplo de aplicação do MEF para o aquecimento por indução da temperatura ambiente até 600°C, de uma porção da extremidade de um tubo de aço-carbono com 300 mm de comprimento, 370 mm de diâmetro e com uma espessura de parede de 16 mm. A uniformidade de temperatura requerida de ± 2,2°C, em qualquer ponto dentro da região da extremidade do tubo, é conseguida utilizando a tecnologia FluxManager (frequência = 60 Hz).

A bobina de indução é composta por cinco grupos de espiras (8 + 4 + 4 + 4 + 12 espiras). Placas laminadas colocadas do lado de fora da bobina de indução aumentam a eficiência de calor e a repetibilidade. A Figura 5 mostra a distribuição de temperatura axial (longitudinal) do diâmetro externo e do diâmetro interno.

Diâmetro interno do tubo

Frequência = 60 Hz Tempo de aquecimento = 210 segundos Diâmetro externo do tubo = 370 mm Espessura da parede = 16 mm

Comprimento, mm

Figura 5. Distribuição de temperatura axial (longitudinal) Set a Dez 2014 - www.revistaFORGE.com.br 37

>>> Aquecimento por Indução - Parte I

equações que regem. De acordo com o MEF, a área de trabalho é dividida em elementos finitos da malha, como mostrado na Figura 1 - centro. O MDF, em geral, não é tão adequado quanto o MEF para a simulação de sistemas de aquecimento por indução com configurações de contorno complexas ou, no caso de uma mistura de materiais e formas. Neste caso, o MEF tem uma vantagem distinta sobre o MDF. A necessidade de sempre se proceder um cálculo do campo eletromagnético no ar, no entanto, é uma desvantagem tanto das análises pelo MDF quanto pelo MEF. Com o método dos elementos de contorno (MEC) são considerados apenas os contornos dos componentes eletricamente condutores do sistema de indução (Figura 1, direita). Isto simplifica substancialmente uma das partes mais demoradas da preparação do modelo numérico em relação ao MDF e aos MEF e reduz drasticamente o tempo computacional.

Duas tecnologias populares utilizadas para aquecer barras e tarugos de tamanhos pequeno e médio são as técnicas multiestágio de aquecimento horizontal contínua e progressiva. Duas ou mais peças aquecidas (ou seja, tarugos, blanks, barras) são movidas (via empurrador, mecanismo de indexação, vigas rolantes, cilindros, etc) para dentro de uma única bobina ou multibobina de aquecimento por indução. Os componentes são sequencialmente aquecidos até certos estágios de aquecimento predeterminados. A Figura 2, por exemplo, mostra um sistema de indução que consiste de uma linha de indutores com sete bobinas.

Muitas vezes, o comprimento de sistemas multiestágios é superior a 4,5 m e, em alguns casos, pode chegar a 21,5 m. Em sistemas longos, devido ao fato do MDF e do MEF requererem a geração de malha, não só do interior da peça de trabalho e da bobina de indução, mas também do ar em torno deles, devido à propagação de campo eletromagnético exterior das bobinas de indução, o tempo de processamento pode ser excessivamente longo. Um outro desafio do modelamento de tal sistema resulta do fato de que o perfil da temperatura da superfície da peça até o núcleo continua a mudar à medida que a barra passa pela linha de bobinas de indução. Nesses casos, o software de modelamento de propriedade da Inductoheat, chamado ADVANCE, permite a modelamento eficaz e precisa do sistema.

Limitações do Software de Modelamento Generalizado Muitos dos códigos comerciais utilizados para o modelamento computacional de processos de aquecimento por indução são programas padrões, desenvolvidos principalmente para o modelamento de processos eletrotérmicos que ocorrem em máquinas elétricas, motores e outros dispositivos. Estes programas foram posteriormente adaptados para aplicações de aquecimento por indução. A necessidade de vender seus produtos para tantos clientes quanto possível, força os desenvolvedores de software a produzirem ferramentas de simulação universais que podem ser utilizadas dentro de uma ampla base industrial.

II Seminário de Tecnologia do Forjamento 38

- Set a Dez 2014

Consequentemente, certas sutilezas do processo relacionadas com o aquecimento por indução foram ignoradas ou substancialmente simplificadas pelos desenvolvedores de softwares. O resultado é que muitos programas generalizados não podem lidar com certas características específicas de aplicações do aquecimento por indução. Algumas das dificuldades incluem: • A presença de um refratário térmico e a necessidade de considerar fatores de radiação térmica; • Uma peça de trabalho aquecida que simultaneamente se desloca, rotaciona ou oscila em relação à bobina de indução; • Operações que combinam processos com estágios de aquecimento e de resfriamento da peça; • A existência de distribuições de temperatura iniciais não uniformes; • A presença de placas finais, guias, fixadores, revestimentos, etc.

Imagine, por exemplo, que você comprou um software para simular estágios de aquecimento por indução de tarugos antes de forjar para dois processos polares (um com início a frio e outro a quente). O início a frio representa uma condição de processo em que o forno por indução foi desligado por um período suficientemente longo e o seu refratário térmico foi resfriado até a temperatura ambiente. Em contraste, o início a quente designa uma condição em que houve uma interrupção do ciclo relativamente curta. Suponha que você saiba as propriedades físicas do material do refratário, a espessura, a geometria, etc, e, por isso, espera ser capaz de prever o efeito de um início a frio ou a quente nas condições térmicas do tarugo. De repente, você pode perceber que o seu pacote de software não permite a introdução de detalhes do projeto do refratário. O manual sugere que o usuário quantifique com uma condição de contorno o efeito da temperatura do refratário no tarugo.

Inesperadamente, essa característica de projeto comum para qualquer aquecedor por indução em uma forjaria torna-se um obstáculo ao utilizar um software de modelamento generalizada.

A nossa experiência mostra que não há um método computacional único e universal que se encaixe de forma otimizada para todas as aplicações de indução. Como resultado, os nossos projetistas de software utilizam e integram as técnicas de modelamento computacional comerciais e próprias. Isto lhes permite selecionar a técnica que é mais adequada para uma determinada aplicação e para um sistema de aquecimento por indução particular.

Dr. Valery Rudnev é Diretor de Ciência e Tecnologia na Inductoheat Inc., Madison Heights, Michigan, EUA, especialista renomado mundialmente em aplicações de aquecimento por indução. Conhecido por muitos na indústria como o Professor de Indução, ele é um colaborador frequente da FORGE. Ele pode ser encontrado pelo telefone +1 248-6295055, ou pelo email rudnev@inductoheat.com.

Revisão de tradução gentilmente realizada por Inductotherm Group Brasil, (19) 3885-6800, www.inductothermgroup.com.br.

Data: 27 e 28/11/2014 Horário: das 8h às 18h Local: Prensas Schuler - Av. Fagundes de Oliveira, 1515 Piraporinha, Diadema - SP

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