Revista Forge - Abril/2018

Revista Internacional de Negócios e Tecnologia no Campo da Forjaria

Abril 2018 Número 22 www.sfeditora.com.br

Forjados de Magnésio Viabilização Econômica no Forjamento com o Auxílio de Simulação - Parte II Fadiga Termomecânica em Matrizes de Forjamento

GKN rompe com Dana e aceita proposta bilionária da Melrose

Sob o nome Schubert Group, existem atualmente duas empresas cuja orientação prioritária está na construção de máquinas e equipamentos em geral.

Somos especialistas na fabricação e no fornecimento de máquinas para conformação a quente e a frio; individualmente, nomeamos aqui equipamentos destinados à indústria de forjamento e de conformação de chapas, em particular, do setor automotivo.

As empresas independentes complementam-se em direções diferentes até os produtos, que proporcionam aos nossos clientes soluções complexas de integração.

Tesouras para barras de aço Máquinas de forjamento Reformas Automação

Prensas de uma coluna Prensas de duas colunas Prensas p/ ajuste de ferramentas Prensas p/ conformação a quente

Klaus Lander - K.L. Assessoria Técnica

Rua José Patrício, 303 - Pq. Anchieta, São Bernardo do Campo / SP Tel.: +55 11 2897 2161 - Cel. +55 11 9 9194 7294 E-mail: lander.klaus@gmail.com

Schubert Maschinen - und Anlagebau GmbH

Memelstraße 3 - 58256 Ennepetal / Germany Tel. + 49 (2333) 9789-0 - Fax +49 (2333) 9789-10 info@schubert-group.com - www.schubert-group.com

Parceiro de Conformação Conformação Parceiro Global Global da da Indústria Indústria de

ARTIGOS

CONTEÚDO

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Viabilização Econômica no Forjamento com o Auxílio de Simulação - Parte II

22

Forjados de Magnésio - Desafios e Oportunidades

26

Fadiga Termomecânica em Matrizes de Forjamento

Uma boa previsão da realidade através de simulação depende, necessariamente, da elaboração de um modelo correto e confiável. Para isso, abordou-se um processo relativamente menos complexo, a fabricação de uma peça denominada “Flange”, tendo em vista não ser necessária a operação pré-forma, o que significa que o tarugo pode ser utilizado na geometria em que é comprado pela forjaria.

18

A combinação de baixa densidade com resistência razoável do magnésio dá a ele uma resistência específica maior do que o aço ou o alumínio possuem.

O metal custa mais do que algumas alternativas, e é complicado de forjar, mas a pesquisa está a caminho de encontrar uma melhor maneira de processar o magnésio e forjá-lo em componentes críticos.

Matrizes de forjamento são componentes caros de produzir. Diversos mecanismos de falhas estão presentes em matrizes de forjamento, podendo destacar a fadiga termomecânica. Dependendo da severidade deste mecanismo, o retrabalho da ferramenta é impraticável. A combinação de esforços cíclicos térmicos e mecânicos influenciam diretamente no comportamento em fadiga do material.

26

Na Capa: Rodas automotivas forjadas de magnésio, pág. 22 Abril 2018 -

3

EQUIPE DE EDIÇÃO BRASILEIRA S+F Editora - Campinas/SP (19) 3288-0437 www.sfeditora.com.br contato@sfeditoria.com.br ISSN 2178-0102

Departamentos & Colunas Índice de Anunciantes ....................................................................... 04

Udo Fiorini - Publisher, udo@sfeditora.com.br • (19) 99205-5789

Editorial EUA.......................................................................................... 06

Sunniva Simmelink - Diretora, sunniva@sfeditora.com.br • (19) 99229-2137

Editorial Brasil ....................................................................................... 08

André Gobi - Redação, andre@sfeditora.com.br

Eventos ................................................................................................... 11

Mariana Maia - Diagramação, mariana@sfeditora.com.br

Novidades .............................................................................................. 12

Marcelli Susaki - Tradução, redacao@sfeditora.com.br

Produtos ................................................................................................. 13

ESCRITÓRIO CORPORATIVO NOS EUA BNP Media • 2401 W. Big Beaver Road Suite 700, Troy, MI 48084 • www.bnpmedia.com

Coluna: Simulação Computacional ................................................ 14

Darrell Dal Pozzo, Senior Group Publisher dalpozzod@bnpmedia.com • +1 847-405-4044

Coluna: Lubrificantes .......................................................................... 16

Reed Miller, Editor nos EUA 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

Página

Empresa

Contato

13

Ajax Ceco

www.ajax-ceco.com

Karen Talan, Gerente de Produção talank@bnpmedia.com • +1 248-244-6246

25

AM.Metal

www.ammetal.com.br

Brent Miller, Diretor de Arte millerb@bnpmedia.com • +1 412-306-4356

10

EBRATS 2018

www.ebrats.com.br

29

Enomoto Technology

www.enomt.co.jp

05

EUROFORGE conFAIR

www.euroforge-confair.com

19

Presstrade

www.presstrade.com

07

FEIMEC

www.feimec.com.br

17

Grupo Aprenda

www.grupoaprenda.com.br

08

Mecânica 2018

www.mecanica.com.br

27

Metalurgia 2018

www.metalurgia.com.br

2ª Capa

Schubert Group

www.schubert-group.info

3ª Capa

Stratasys

www.stratasys.com

Thermo Consult Latina

www.thermoconsultlatina.com

Weld Mold

www.weldmold.com

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.

4

Índice de Anunciantes

- Abril 2018

11 4ª Capa

1ST EUROPEAN FAIR AND CONFERENCE FOR THE FORGING INDUSTRY Extensive supplier exhibition combined with a commercial and technical forum

Photo: © pisaphotography/Shutterstock.com

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BERLIN • GERMANY 13–15 NOVEMBER 2018

1st conFAIR 2018 the future of forging

1st EUROFORGE FAIR & EXHIBITION The exhibition of the 1st European conFAIR will focus on suppliers and partners of the forging industry.

1st EUROFORGE CONFERENCE The commercial and technical forum of the 1st European conFAIR will focus on the following topics and trends:

• Machine manufacturers

• Latest developments in forging technology

• Lubricant manufacturers

• Impacts of e-mobility on the forging industry

• Simulation solution providers

• Lightweight potentials in forged products

• Equipment suppliers

• Forging industry 4.0

• Steel manufacturers

• International market trends

www.EUROFORGE-conFAIR.com HOSTING CONFEDERATION EUROFORGE Tobias Hain Secretary General

conFAIR 2018 the future of forging

VENUE ESTREL Congress Center Berlin Sonnenallee 225 12057 Berlin, Germany

LEGAL ORGANISER & PCO MCI Deutschland GmbH MCI | Germany – Berlin Markgrafenstrasse 56 10117 Berlin, Germany T: +49 30 204590 F: +49 30 2045950Abril 2018 -

5

EDITORIAL

Dean M. Peters, Editor nos EUA

Tarifas Promulgadas

E

m 1º de março deste ano, as comunidades de negócios dos EUA e globais, seus mercados financeiros, o Congresso dos EUA e muitos membros do gabinete de Trump e da Casa Branca ficaram

surpresos ao saber que o presidente estava considerando a imposição de tarifas sobre aço e alumínio importado. E a resposta inicial às tarifas por muitos no Congresso e até mesmo dentro do gabinete tem sido negativa.

Nos tempos modernos, os EUA têm operado sob a égide das

“Os EUA têm uma longa história de tarifas que remontam a quando era uma nação inexperiente. A primeira lei tarifária aprovada pelo Congresso, a Tarifa de 1789” opositores, devo acrescentar minha voz. Há maneiras melhores,

políticas de livre-comércio/tarifas baixas. No entanto, os EUA

menos beligerantes e politicamente mais palatáveis de alcançar

têm uma longa história de tarifas que remontam a quando era

os mesmos resultados, começando com a abordagem de cota de

uma nação inexperiente. A primeira lei tarifária aprovada pelo

importação usada com sucesso na década de 1970.

Congresso, a Tarifa de 1789, foi promulgada em praticamente

Como anunciado originalmente, as tarifas do presidente

todos os bens estrangeiros que entravam nos EUA. A ideia era

deveriam ser de base ampla e incluir todos os importadores de aço

proteger indústrias domésticas emergentes e levantar dinheiro para

e alumínio para os EUA. O problema é que isso prejudica países

administrar o governo e (já) pagar sua dívida. O fato é que, até que

como o Canadá e o México, que são aliados, mais do que fere a

o imposto de renda federal fosse iniciado em 1913, as receitas das

China ou a Rússia.

políticas comerciais protecionistas foram pedras-chave da política

Em 8 de março, o presidente Trump assinou uma ordem que

externa americana e uma das maiores fontes de receita do governo.

impõe as tarifas de 25% sobre o aço e 10% sobre o alumínio. Após

Durante os anos da Primeira Guerra Mundial, as tarifas geraram

algumas discussões com sua equipe, entretanto, Trump permitiu

cerca de 30% da receita federal, mas a renda das tarifas tornou-se

uma exceção temporária para os aliados Canadá e México,

uma porcentagem decrescente das receitas desde 1935.

enquanto o Acordo de Livre Comércio da América do Norte

Após a Segunda Guerra Mundial, os EUA assinaram o Acordo

(NAFTA) é renegociado.

Geral sobre Tarifas e Comércio, no qual concordou em minimizar

Até o momento, as tarifas deveriam entrar em vigor em 23

as tarifas e incentivar o livre comércio entre as nações capitalistas.

de março. Sem dúvida, alguns leitores norte-americanos desta

Em 1995, o Acordo Geral evoluiu para a Organização Mundial

coluna diretamente envolvidos com a produção doméstica de aço

do Comércio, quando o comunismo faliu e o livre-comércio e as

e alumínio podem aplaudir as tarifas. No entanto, os operadores

baixas tarifas prevaleceram nas políticas de comércio mundial. Por

comerciais de forjaria que usam aço bruto ou alumínio como

exemplo, em vez de altas tarifas em resposta às altas importações

insumos materiais verão seu custo dos produtos vendidos

de veículos motorizados para os EUA do Japão nos anos 1970, as

aumentar, o que, por sua vez, fará com que seus preços subam.

organizações de trabalhadores e fabricantes elaboraram uma cota

Com efeito, as empresas e os consumidores americanos

voluntária de importação da Toyota e da Nissan. Isso teve o mesmo

estão prestes a sustentar um imposto induzido por tarifas sobre

efeito de uma tarifa, mas sem o mal-estar e o contexto vingativo de

bens duráveis, que vai de equipamentos para grandes fazendas

uma resposta retaliatória.

e mineração até o carro da família e a geladeira doméstica. Eu

Com base nos relatórios que ouvi e li, as tarifas estão obtendo seu apoio das empresas de aço e alumínio que estão

não posso imaginar isso como algo bom, mas estou ansioso para revisitar este tópico em breve.

sendo protegidas e dos sindicatos cujos trabalhadores atendem a essas indústrias. Quase todos os outros - incluindo a maioria dos consumidores americanos, uma grande fatia do Congresso, alguns membros do gabinete do presidente, muitos economistas respeitados e certamente os mercados financeiros - acham que

Dean Peters

as tarifas são, no mínimo, imprudentes e inoportunas. Para esses

Editor da FORGE nos EUA

6

- Abril 2018

2 4 - 2 8 A B R I L 2018 3ª

A

6ª - 1 0 H

ÀS

19H

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SÁBADO - 9 H

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Filiada à

EDITORIAL

Udo Fiorini, Editor

Olhando Pelo Lado Bom

E

m março, o presidente dos EUA, Donald Trump, surpreendeu a cadeia siderúrgica mundial ao anunciar que o País do Tio Sam taxaria todas as

filosofia de Brian de olhar para o lado bom.

Essa questão do aço tem um efeito em nosso mercado de forjamento. Se não diretamente, talvez indireta. E a criação de

importações de aço em 25% e alumínio em 10%. Uma tentativa de

associações fortes dialogando com as forças governamentais seria

proteger empresas nacionais que conta com apoio dos profissionais

extremamente benéfica para toda uma cadeia industrial. Quem sabe.

e grupos sindicais que se abrigam sob essa égide.

Mesmo com apoio destes setores protegidos, a ideia do imposto pegou mal na Casa Branca. Forças no Congresso se colocaram contra essa ideia que, ao contrário do que alguns podem imaginar, pouco afetaria seus rivais principais concorrentes econômicos China e Rússia. Pelo contrário, prejudicaria “países amigos” do livre mercado americano, entre eles o Brasil. Além disso, falando aqui do mercado de forjaria, encareceria o produto final que chega aos consumidores.

Automaticamente a notícia desceu morro abaixo como uma avalanche e fez alguns estragos nas bolsas de valores no mesmo dia,

“O representante de Comércio dos EUA, Robert Lighthizer declarou que o Brasil não seria taxado. Como talvez este assunto ainda dê o que falar, não seria hora de olharmos com carinho para outros mercados, inclusive o interno?”

Falando da edição, temos três artigos imperdíveis. A segunda

com representantes brasileiros em Washington tentando reverter a

parte de um trabalho nacional que vem de Minas Gerais, onde é

situação e buscando respostas para as várias perguntas que surgiram

abordada a eficiência econômica ao utilizar o auxílio da simulação

em meio à pressão. Com o baixar da poeira, algumas mudanças

em processos de forjamento. Outro nacional, desta vez dos

vieram ao discurso dos EUA. O representante de Comércio dos EUA,

pampas gaúchos, trata de fadigas termomecânicas em matrizes.

Robert Lighthizer chegou a declarar que o Brasil ficaria de fora da

Tradicionalmente, também temos um artigo internacional,

lista negra dos Países que seriam taxados. Como talvez este assunto

que vem do pacífico Canadá, com um tema interessantíssimo e

ainda dê pano para a manga, não seria hora de olharmos com

que vem sendo pauta em diversas mesas de P&D, pois trata de

carinho para outros mercados, inclusive o interno?

materiais leves e também resistentes: forjados de magnésio.

Estamos em ano eleitoral e, ainda, tirando a cabeça da crise que

Chamo a atenção para o VI Seminário de Tecnologia do

nos assolou, respirando com dificuldades. As grandes siderúrgicas

Forjamento, que será realizado em dezembro, na FEI, e já está tendo

e as outras áreas industriais que formam uma grande cadeia

uma boa procura. Temos mais detalhes na página 12, mas posso

produtiva, junto de suas associações, são de grande importância

adiantar que já estão sendo preparadas cerca de 20 palestras com

econômica e política para o desenvolvimento, ainda em tempo, de

grande procura dos profissionais, o que mostra que a nossa indústria

um forte mercado interno para consumir uma parte da demanda

está buscando conhecimento, contato, enfim, procurando alternativas

de aço e alumínio produzida. Uma política de desenvolvimento

e soluções. Quem sabe, diante das dificuldades outros setores também

responsável e planejada, quem sabe abrindo outros mercados na

se unam e encontrem boas soluções. Buscamos sempre ser realistas e

Ásia, Europa e até em nossos vizinhos latino-americanos.

compreender o mercado e suas esferas, mas também devemos buscar

Em 1979, o grupo cômico britânico Monty Phyton lançou o

sempre olhar pelo lado bom. Boa leitura!

clássico filme “A Vida de Brian”, no qual o protagonista, Brian, - uma espécie de Jesus - após ser condenado por Pôncio Pilatos, lança junto dos outros crucificados um número musical chamado “Always Look on The Bright Side of Life”, na tradução literal “Sempre olhe para o lado bom da vida”. A música é cantada por todos os que estão em uma situação de dificuldade no filme e o refrão (o nome da música)

Udo Fiorini

se tornou icônico. Particularmente, gostaria de ser otimista e seguir a

Editor da FORGE no Brasil

8

- Abril 2018

EDITORIAL

Udo Fiorini, Editor

Abril 2018 -

9

EVENTOS

10

- Abril 2018

EVENTOS Abril

26-27 II Engrenagens - Usinagem e Tratamento Térmico

19 I Entenda Lean - Campinas

FACENS - Sorocaba (SP)

USF - Campinas (SP) / www.grupoaprenda.com.br

www.grupoaprenda.com.br

24-27 Mecânica

Outubro

Expo Center Norte - São Paulo (SP)

03-05 38º Senafor

www.mecanica.com.br

Centro de Eventos do Hotel Continental - Porto Alegre (SC) www.senafor.com

24-28 FEIMEC 2018 São Paulo Expo - São Paulo (SP)

08-10 FNA 2018

www.feimec.com.br

Indiana Convention Center - EUA

Junho

www.furnacesnorthamerica.com

06-07 V Curso de Manutenção e Segurança de Fornos

Novembro

Industriais

03-04 V Seminário de Tecnologia do Forjamento

EATON - Valinhos (SP)

Centro Universitário FEI - São Bernardo do Campo (SP)

www.grupoaprenda.com.br]

www.grupoaprenda.com.br

Julho

13-15 EuroForge conFAIR 2018

22-28 XX CECEMM - Congresso dos Estudantes de Ciência

Berlim - Alemanha

e Engenharia de Materiais do MERCOSUL

www.euroforge-confair.com

São Carlos (SP) www.xxcecemm.com.br

30-01 ITPS 2018 Intercontinental Hotel Buckhead, PO Box 110578 - Atlanta (GA) - EUA www.ihea.org/event/ITPSA18

Agosto

Sondas, Analisadores, Controladores, Controle de Fluxo, Software e Sistemas Projetados

Tecnologia em Peças de Aço Inox Refratário - Chapas

Tecnologia em Peças de Aço Refratário Fundido www.lohmann-stahl.de

Tecnologia em Sistemas de Acabamentos www.forplan.ch

Tecnologia em Sistemas Calefatores, de Isolamento Especial e Resistências Elétricas www.kerfa.com

Resistências Especiais para aquecer banho de alumínio www.atherm.com

Tecnologia em Sistemas de Combustão www.flox.com

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www.nicro.it

22-23 VI Curso de Introdução ao Tratamento Térmico e

Metalografia EATON - Valinhos (SP) / www.grupoaprenda.com.br

Setembro 03-05 ExpoAlumínio São Paulo Expo - São Paulo (SP) www.expoaluminio.com.br

12-15 Ebrats São Paulo Expo - São Paulo (SP) www.ebrats.com.br

18-21 Metalurgia 2018 Expoville - Joinville (SC) www.metalurgia.com.br

Abril 2018 -

11

NOVIDADES Cuteleiros brasileiros participam de evento nos EUA A cutelaria artesanal do Brasil é reconhecida mundialmente, e

GKN desfaz acordo com Dana e aceita oferta da Melrose Plc

entre os dias 01 a 03 de junho deste ano estará no maior Salão de Cutelaria do Mundo, o Blade Show 2018, na cidade de Atlanta (EUA), apresentando a arte e a criatividade dos profissionais da cutelaria artesanal do País.

Os brasileiros que participarão do evento, que terá mais de 700 expositores, pretendem produzir um documentário abordando o tema cutelaria, filmando esta arte milenar durante o Blade Show e entrevistando alguns de seus criadores e participantes. O intuito do documentário é divulgar a cutelaria brasileira.

O evento terá um showroom tanto de facas artesanais, como de fábricas e itens de antiguidade. Ele contará com 175 cabines de fábricas de cutelaria. Outros destaques serão: o Campeonato Mundial com demonstrações de utilização de forja ao vivo, e diversos seminários sobre como colecionar e fazer facas.

Entre os brasileiros que estarão expondo teremos a

Oferta bilionária de Melrose obrigou a GKN a desfazer acordo com a Dana

participação de: Dionatam Franco, Eduardo Berardo, Gustavo

No início de março, a GKN anunciou acordo para a venda dos

Cecchini, Luiz Gustavo Gonçalves, Rick Lala, Rodrigo Sfreddo,

negócios da divisão GKN Driveline para a Dana. A negociação,

Sandro Boeck, Silvana Mouzinho.

no entanto, foi desfeita após a maioria dos acionistas da GKN (52,4%) ter aceitado uma oferta agressiva de 8 bilhões de libras

EUROFORGE conFAIR 2018

lançada pela Melrose Plc - empresa especializada na compra e

A feira EUROFORGE, uma das mais importantes do mundo sobre

reestruturação de indústrias.

forjaria, acontecerá entre os dias 13 e 15 de novembro, em Berlim.

O conselho de Administração da GKN, que era contrário à

A EUROFORGE é um importante evento para fomentação de

aceitação da proposta da Melrose, informou considerar que a

network e, certamente, para se atualizar sobre o que há de mais

oferta subvaloriza a empresa.

novo em tecnologias sobre o mundo da forjaria, lidando com oportunidades e ameaças comuns ao negócio de forjamento.

O objetivo geral da EUROFORGE é apoiar e melhorar as

“Estamos satisfeitos por termos recebido apoio dos acionistas da GKN para o nosso plano de criar uma potência industrial no Reino Unido. A Melrose assumiu compromissos

atividades das associações que a compõem, fornecendo uma

quanto ao investimento em P&D, habilidades e pessoas e

plataforma de comunicação para empresas globais de forjamento

estamos muito empolgados em colocá-los em prática”, disse

para troca de experiências e discussão de desafios comuns. Para

Christopher Miller, CEO da Melrose, em comunicado.

saber mais, acesse www.euroforge-confair.com

A Dana emitiu o seguinte comunicado: “A Dana Incorporated reconhece a decisão da maioria dos acionistas

VI Seminário de Tecnologia do Forjamento

da GKN plc de aceitar a proposta da Melrose Industries plc de

O Grupo Aprenda realiza em 03 e 04 de dezembro deste ano a sexta

adquirir a GKN. Como consequência, parece improvável que

edição do Seminário de Tecnologia do Forjamento. O evento será

nossa combinação proposta com a GKN Driveline prossiga”.

nas dependências do Centro Universitário FEI, em São Bernardo do

“Estamos, desapontados com o resultado de hoje e

Campo (SP) e conta com a coordenação técnica do Prof. Dr. Mauro

continuamos a acreditar que a Dana seria a melhor proprietária

Moraes de Souza (FEI), também coordenador da edição de 2017.

e operadora da GKN Driveline”, disse James Kamsickas,

O IV Seminário já conta com os patrocínios das empresas Hatebur com cota Ouro e JMatPro / 6Pro com cota Prata. Nos dois

presidente e CEO da Dana.

A Dana opera no Brasil há 70 anos e tem unidades fabris

dias do evento serão apresentadas aproximadamente 20 palestras

em Gravataí, Campinas, Jundiaí, Limeira e Sorocaba, além de

técnicas, proferidas por especialistas do Brasil e do exterior. As

operações na Argentina, Colômbia e Equador. A GKN tem

inscrições já se encontram abertas. Para mais informações, acesse

fábricas em Porto Alegre e Charqueadas, empregando em torno

www.grupoaprenda.com.br.

de 2 mil pessoas.

12

- Abril 2018

PRODUTOS Prensas Exner

Lubrificantes Industriais

Schubert

CONDAT

As prensas EXNER-drawing da Schubert apresentam soluções

A CONDAT é uma empresa com mais de 160 anos de experiência no

individuais de máximo benefício para os clientes. As prensas podem ser

desenvolvimento e fabricação de lubrificantes industriais. Há 15 anos

equipadas com vários sistemas de guia de multi-ação e, se necessário,

no Brasil, atua com lubrificantes para diversas áreas da conformação

com unidades de amortecimento de impacto. O número, design e

mecânica. Oferece uma completa linha de lubrificantes/desmoldantes

dimensões das almofadas podem ser adaptados de acordo com as

para o forjamento à quente e morno de materiais ferrosos, não ferrosos

necessidades individuais do cliente e sua gama de produtos. Molduras

e ligas especiais. Respeitando o meio ambiente e a saúde do trabalhador,

de prensa cuidadosamente dimensionadas garantem a deflexão mínima

as linhas de grafitados CONDAFORGE e de sintéticos não grafitados

da estrutura, obtendo assim a precisão máxima da peça.

ORAFOR oferecem excelente eficiência e economia até nos processos

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mais exigentes. www.condat.com.br

Prensas Hidráulicas Schuler

Simulação de Processos em Conformação

Os sistemas de prensas hidráulicas da Schuler são extremamente

Simufact

versáteis, e possibilitam uma produção em série eficiente para uma

O software Simufact Forming ajuda na simulação de qualquer

ampla variedade de peças – da chapa até a peça pronta. Ao mesmo

tipo de processo de forjamento de matriz fechada ou matriz aberta

tempo, soluções hidráulicas inovadoras garantem elevadas taxas de

como cogging e forjamento radial. Nova visualização para pré e pós-

produção, confiabilidade e excelente qualidade. Seja na conformação

processamento; melhoria do conceito operacional; cadeia de processos:

tradicional de chapas, tryout de ferramentas, no endurecimento de

interface para simulações de fundição; melhorias na base de dados de

chapa por têmpera controlada, na hidro conformação, no corte de

materiais; novo módulo soldagem por pressão; operações de rolagem

precisão ou no processamento de termoplásticos reforçados por fibras.

incluídas no Hub de conformação; maior precisão e performance.

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www.simufact.com

Abril 2018 -

13

LUBRIFICANTES

Henri Strasser

A Preparação do Lubrificante Diluído

P

elas nossas mais recentes andanças nas forjarias torna-se necessário falar um pouco sobre a preparação do lubrificante diluído base água. Os primeiros lubrificantes de matriz de grafite base água, para garantir a

estabilidade da dispersão eram acondicionados num estado tixotrópico (Fig. 1). É um gel de alta viscosidade (acima de 22.000 cps) que perde sua viscosidade ao ser batido. Isso implica num procedimento rígido de preparação da diluição sob pena de não conseguir dispersar o produto na água. Pois o monte de gel jogado sobre a água simplesmente fica boiando em sua superfície e não se dissolve.

A preparação começa pela retirada do produto com pá ou uma caneca do tambor que vem com a tampa superior removível e, o concentrado vem dentro de um saco plástico de espessura grossa com

Fig. 1. Aspecto tixotrópico do lubrificante de matriz concentrado

a boca amarrada. As “pazadas” são colocadas no tanque de diluição

recalibrado e estabelecendo nova curva, pois há variações grandes. No

que deve estar seco. Caso ele contenha água ou lubrificante diluído,

caso de troca de lubrificante não há possibilidade de usar os parâmetros,

as “pazadas” ficarão boiando sobre o líquido e não se dispersarão. Já

pois o outro produto poderá ter diferenças na receita.

tendo uma altura de concentrado suficiente no tanque, pode-se ligar

Uma empresa japonesa media o teor de sólidos de uma diluição

o homogenizador e este fará com que as “pazadas” se desmanchem

de lubrificante de matriz com o método do papelzinho. Um determi-

com a ajuda de um jato de água conduzido pelo operador que vai

nado tipo de papel é escurecido quando imerso no diluído. Referên-

completar o nível desejado do tanque de modo que a proporção seja

cias de cor informavam o teor de sólidos. Infelizmente, estes métodos

a correta. Também as paredes internas do saco plástico são lavadas

são interpretativos e o que se estabeleceu como o mais eficaz e com

com água até total dissolução do lubrificante aderido e adicionado ao

uma velocidade de fornecimento de dados razoável é o método de

tanque de diluição.

determinação do teor de resíduos sólidos.

Isso é feito com o controle do nível para seguir a taxa de diluição

Hoje existem balanças analíticas computadorizadas com cúpula

pré-estabelecida (uma parte de produto por tantas partes iguais de

de aquecimento a infra-vermelho bastante acessíveis que possibili-

água). Por exemplo, coloca-se um tambor com 200 kg de concentrado

tam o controle constante do teor de sólidos do lubrificante de matriz

em um tanque e completa-se com 1.000 kg = litro de água, perfazendo

diluído. De novo, como a receita do lubrificante é conhecida e papel é

1.200 litros totais (1 parte de produto e 5 partes de água).

escurecido quando imerso no diluído pode ser retirada por seca-

Tanques menores implicam em quantidades medidas menores de

gem, teremos uma informação rápida do teor de sólidos, e caso seja

concentrado. Por exemplo, muito se tem usado latas de 20 litros, muito

necessário a informação do teor de grafite por regra de 3. Só o teor de

populares por se tratarem de embalagens de tintas imobiliárias. Com

sólidos já é representativo o suficiente para controlar a diluição.

o concentrado na forma tixotrópica não é difícil completar o balde.

Com o passar dos anos, a introdução de sistemas automáticos de

Procede-se da mesma maneira. Esvazia-se o balde dentro do tanque

diluição exigiram viscosidades menores do concentrado. Sistemas quí-

de diluição, lava-se o balde com a água de diluição e desmancha o bolo

micos de dispersão e estabilizantes mais eficientes tornaram possível

gelatinoso com o jato de água e o homogenizador funcionando.

o acondicionamento em meios menos viscosos, o que facilitou em

Mas nada é bom se não houver controle. O ideal seria controlar

muito também a diluição manual.

o teor de lubrificante sólido no diluído. O que mais se pratica na medição do teor de sólido lubrificante é medir substâncias miscíveis que

Os Sistemas Automáticos de Diluição

acompanham em razão determinada o grafite.

Contínuos

Assim, um condutivímetro que mede os íons livres do silicato de só-

O mais simples diluidor contínuo é, sem dúvida nenhuma, do tipo

dio que acompanha o grafite em teor conhecido pode dar uma boa ideia

Dosatron, onde um pistão de sucção é acionado pela água de diluição

do teor de grafite. O problema é que ele precisaria ser constantemente

que, quando completa o curso previamente estipulado, inverte a

14

- Abril 2018

LUBRIFICANTES

Henri Strasser

Qualquer motor elétrico de 1/3 a no máximo 1CV com rotação de até 1.800 RPM de prefixado na tampa do recipiente em qualquer posição inclusive inclinado.

Pode ser um motor usado

Eixo de aço de diâmetro de 10mm ou 1/2” diretamente acoplado ao eixo do motor

A descida pelo eixo da porção de fluido que repõe o que foi expulso pela força centrífuga do disco girando provoca um vórtice em torno do eixo

Comprimento do eixo igual à profundidade do reservatório menos 70mm

Pontos de solda

2 nervuras radiais de 15mm de altura com as arestas arredondadas de 1/8” de espessura Disco de diâmetro de 80mm e qualquer espessura. Sugestão 1/8”

O fluido é expelido radialmente pela força centrífuga gerada pelas aletas, sobe pelas paredes do recipiente e desce ao longo do eixo realizando uma homogeneização perfeita na dispersão sem destruí-la

Fig. 2. Croqui funcional de um diluidor automático de fluxo contínuo baseado numa bomba multi cabeçotes de diafragma com vazões ajustáveis

Fig. 3. Croqui de uma sugestão de homogeneizador de lubrificante de matriz grafitado diluído ajustado aos parâmetros não floculantes adequados

função e injeta o concentrado num fluxo contínuode água. Este tipo

monitorado pelo sensor ultrassônico de nível. Terminado o lote, ele é

de equipamento funciona melhor com concentrados de baixa viscosi-

encaminhado na sua totalidade através de uma bomba de duplo dia-

dade e com altas taxas de diluição. A sua precisão não é das melhores.

fragma para um tanque maior que tem uma vigilância de nível através

Alguns cuidados devem que ser tomados com a altura manométrica

de outro sensor ultrassônico de nível. O reservatório de concentrado é

do reservatório de concentrado e a pressão de alimentação da água. O

vigiado por outro sensor ultrassônico de nível.

grande problema é que o equipamento “não sabe” se o concentrado

O ideal, claro, seria um sistema contínuo com um sensor que de-

está sendo adequadamente alimentado e poderá haver o perigo de o

tecta a quantidade de partículas do lubrificante sólido dentro do fluxo

equipamento de aplicação utilizar somente água. No mínimo, o reser-

de diluído com a possibilidade de correção instantânea em closed

vatório de concentrado precisaria ser monitorado.

loop. Em 2008 estivemos bem próximos de conseguir um analisador

No caminho entre o Dosatron e diluidores mais sofisticados com bombas dosadoras mais precisas e complicadas, uma solução tem

contínuo de teores.

Neste contexto, depois de diluído, o lubrificante precisa ser homoge-

dado um resultado razoável: um motor elétrico que aciona cabeçotes

neizado , caso contrário as partículas de grafite flocularão e sedimenta-

de diafragma com vazões ajustáveis para o concentrado e a água de

rão de forma irreversível. Aprendi há muito tempo que nada que se

diluição. Também neste caso um monitoramento dos meios é neces-

movimente dentro do diluído deve ultrapassar o valor referência de

sária. A Fig. 2 é um croqui de um sistema de diluição automática do

1.000 pés/minuto (~5,6m/s) sob risco de cisalhamento das partículas de

final dos anos 90 sugerida a uma empresa americana.

grafite e consequente floculação e sedimentação irreversível. Além disso, devem ser evitadas superfícies cortantes. Agitadores de tinta e hélices

Em Lote

não são adequados. Absolutamente proibido é borbulhamento de ar

Os sistemas de diluição em lote tornaram-se os mais confiáveis porque

comprimido no diluído para agitação. As bolhas de ar comprimido com

simulam o sistema volumétrico manual e se baseiam num sensor de

sua tensão superficial despolarizam as partículas de grafite e provocam a

nível ultrassônico. Um tanque pequeno de diluição de 30 a 40 litros é

sua floculação. Na Fig. 3 uma sugestão de homogenizador adequado

abastecido de concentrado por uma bomba de duplo diafragma até

para este tipo de dispersão.

um determinado nível calculado por um PLC, no qual foi inserido um valor desejado de teor de sólido. A seguir, uma válvula solenoide

Henri Strasser é engenheiro e sócio-diretor na Strasser Consultoria de

abre permitindo a entrada de água de diluição até um nível pré-fixado

Projetos LTDA. Ele pode ser contatado em: henristrasser@uol.com.br.

Abril 2018 -

15

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Victor de Lima

Taxa de Deformação, uma Questão de Precisão 1.200

computacional pode ser um recurso de grande auxílio no

1.000

desenvolvimento e apri-

moramento de um processo de fabricação.

Como frisado anteriormente nesta coluna, a possibilidade de se simular alterações de projeto garante uma redução na quantidade de “tryouts” necessários e, dessa forma, a etapa de otimização da produção pode ser realizada de forma mais rápida e menos custosa.

No processo de forjamento, alguns parâmetros podem ter grande influência no custo final de fabricação. Um exemplo é a quantidade de golpes do martelo para formar o produto desejado. A variação desse parâmetro implica diretamente na

Tensão efetiva (MPa)

A

utilização da simulação

800

600

400

103 s-1 a 25°C

103 s-1 a 1.100°C

10-3 s-1 a 25°C

10-3 s-1 a 1.100°C

200

0 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

Deformação efetiva (%)

Fig. 1. Curva de escoamento em diferentes taxas de deformação a diferentes temperaturas para o aço SAE 3310, calculado via JMatPro®

quantidade de energia gasta pelo martelo

1.100 °C e 25 °C. É possível visualizar que

experimental. A utilização do JMatPro®

para a conformação do produto. Quanto

a taxa de deformação tem influência direta

pode ser considerada de grande auxílio no

maior o número de golpes, mais energia

no escoamento de um dado material, em

que se refere a esse problema. No que tange

e tempo de processo serão necessários e,

geral, para maiores taxas de deformação

ao assunto desta edição da coluna, “influ-

consequentemente, maior o custo dessa

o material apresenta uma maior resistên-

ência da taxa de deformação”, fornecendo

etapa de produção. Encontrar um número

cia. Também é evidenciado que a taxa de

dados do material desejado ao JMatPro®,

ótimo de golpes, juntamente com a energia

deformação possui diferentes magnitudes

como a composição química e o limite de

de cada golpe, é essencial na busca da redu-

nas propriedades do material conforme a

escoamento do material à temperatura

ção de gastos no processo. Diversos fatores

temperatura utilizada, sendo sua influência

ambiente, é possível se obter sua curva de

influenciam na resistência do material a

maior em temperaturas mais elevadas.

escoamento para diferentes temperaturas

ser conformado. Um exemplo é a tempe-

Diante das informações apresentadas,

e taxas de deformação e, assim, realizar

ratura de conformação, assunto o qual foi

compreende-se a importância de se levar

análises mais precisas do processo ou até

tratado na última edição desta coluna. Foi

em consideração a influência da tempera-

mesmo alimentar de maneira adequada

mostrado que para maiores temperaturas

tura e da taxa de deformação no compor-

um software de simulação com base no

os valores de tensão do material na curva

tamento dos materiais durante um proces-

Método dos Elementos Finitos.

de escoamento diminuem, isso implica na

so de fabricação. Para que as informações

necessidade de uma menor força para se

e resultados obtidos através da simulação

se levar em conta os efeitos da taxa de

conformar mecanicamente o material.

computacional sejam realmente válidas e

deformação no comportamento de um

confiáveis, uma etapa de suma importân-

material, foram realizadas duas simula-

influência da taxa de deformação no com-

cia no processo é a da escolha do material

ções computacionais de um processo de

portamento do material. Com o auxílio do

fornecido ao software para realização

forjamento considerando duas condições

software JMatPro, pode-se verificar na Fig. 1

da simulação. Para um resultado final

distintas de fornecimento das curvas de

a curva de escoamento de um determinado

próximo da realidade, os dados de entrada

escoamento. Na primeira simulação, foi

material para duas diferentes taxas de de-

do material no software necessitam estar

utilizada uma curva de escoamento do

formação sob duas temperaturas diferentes,

condizentes com o seu comportamento

material submetido a uma única taxa de

Além da temperatura, pode-se citar a

16

- Abril 2018

Para exemplificar a importância de

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL

Victor de Lima

“Diversos fatores influenciam na resistência do material a ser conformado. Um exemplo é a temperatura de conformação, e também a influência da taxa de deformação no comportamento do material.” produto em razão das altas taxas de deformações no processo, tendo sido a)

observadas taxas de deformação da ordem

b)

Fig. 2. Resultados das simulações realizadas após três golpes de forjamento: a) sem levar em conta o efeito da taxa de deformação e b) levando em conta a taxa de deformação

de 1.000 s-1. Dando sequência na simulação demonstrada na Fig. 1 b), obteve-se a peça final após seis golpes de forjamento,

deformação de 0,001 s-1, um valor típico para ensaios de tração e de compressão. Já

de escoamento fornecidas.

Como mostrado na Fig. 2 a), desconsi-

concordando com o processo real.

Concluindo, é possível prever um processo

na segunda simulação, foram fornecidas ao

derando-se a variação na taxa de deforma-

de forjamento de maneira confiável ao se

software diferentes curvas de escoamento

ção a peça já havia se formado após apenas

utilizar corretamente o comportamento do

do material referentes a diferentes taxas

três golpes de forjamento. Na prática, esta

material.

de deformação. Nesse caso, a simulação

peça se forma com seis golpes de forjamen-

levou em consideração que o comporta-

to. Portanto, ao se comparar os resultados,

Victor de Lima é colaborador da SIXPRO

mento do material varia de acordo com

constata-se que o primeiro resultado é

Virtual&Practical Process, empresa especiali-

esse parâmetro. Assim, o software analisou

mentiroso, pois não representa o que

zada em simulação computacional. Técnico

cada elemento e a sua respectiva taxa de

ocorreria no processo real. Já o segundo

em Mecânica Industrial pelo CEFET-MG e

deformação atuante sobre ele durante o

resultado (Fig. 2 b)) foi satisfatório, pois

estudante de engenharia Mecânica pela

processo e determinando o seu comporta-

previu a necessidade de se utilizar mais

UFMG. Ele pode ser contatado em: victor.

mento referente dentre as diferentes curvas

golpes de forjamento para a fabricação do

lima@sixpro.pro.

Abril 2018 -

17

>>> Simulação

Viabilização Econômica no Forjamento com o Auxílio de Simulação - Parte II Stemler, P. M. A. - SIXPRO Virtual&Practical Process, Belo Horizonte (MG) Haase, O. C. - SIXPRO Virtual&Practical Process, Belo Horizonte (MG) Oliveira, F. S. - Forjaria Parceira da SIXPRO, São Paulo (SP) Oliveira, S. F. - Forjaria Parceira da SIXPRO, São Paulo (SP) Lobenwein, R. R. - SIXPRO Virtual&Practical Process, Belo Horizonte (MG) Duarte, A. S. - SIXPRO Virtual&Practical Process, Belo Horizonte (MG) Uma boa previsão da realidade através de simulação depende, necessariamente, da elaboração de um modelo correto e confiável. Para isso, abordou-se um processo relativamente menos complexo, a fabricação de uma peça denominada “Flange”, tendo em vista não ser necessária a operação pré-forma, o que significa que o tarugo pode ser utilizado na geometria em que é comprado pela forjaria. Como metodologia, foi utilizado o modelo por Elementos Finitos.

O

uma boa previsão da realidade através de simulação depende, necessariamente, da elaboração de um modelo correto e confiável[4,5,6]. Por isso, o modelo computacional do processo de forjamento por mar-

telamento com base no método dos Elementos Finitos, foi criado e testado, ou seja, validado com um processo real. Para isso, abordou-se um processo relativamente menos complexo, a fabricação

b)

de uma peça denominada “Flange”, tendo em vista não ser necessária a operação pré-forma, o que significa que o tarugo pode ser utilizado na geometria em que é comprado pela forjaria.

O processo de forjamento, por martelamento, da peça “Flange” é exibido na Fig. 7. A operação utilizou o martelo ERIE 5.000 (Fig. 7 a)) exercendo 6 golpes de forjamento sobre o tarugo de aço SAE 1045, aquecido a 1.100 °C. A “Flange” forjada é mostrada na Fig. 7 b) e a sua respectiva rebarba na Fig. 7 c). A simulação foi realizada utilizando o software DEFORM (SFTC, EUA) e os dados do aço foram obtidos através do software JMatPro (Tabela 5) conforme já discutido nas Fig. 3 e Fig. 4 - apresentado na parte I deste artigo.

18

- Abril 2018

c) a)

Fig. 7. a) Martelo ERIE 5.000 produzindo uma b) “Flange” por forjamento e c) sua respectiva rebarba

>>> Simulação

Recebimento do projeto da peça

Desenho das ferramentas conforme projeto da peça

Obtenção do material via JMtPro

Idealização da pré-forma

a)

b) Definição das dimensões do tarugo

Fig. 8. a) Tarugo transformado em b) “pré-forma” para obtenção da peça “Garfo” Simulação da pré-forma Falta de preenchimento

Possível ocorrência de defeito (falta de preenchimento)

Simulação do martelamento

b)

a)

Região central de espessura “t”

Geometria final satisfatória

Tryout

Linha de formação da rebarba

Fig. 9. a) Representação do produto “Garfo” semiacabado mostrando possíveis regiões de ocorrência de defeito por b) “falta de preenchimento

Fig. 10. Metodologia de utilização de ferramentas de simulação no forjamento

Peça “Garfo”

metria aproximadamente hexaédrica (Fig. 8

to na primeira tentativa, foram realizadas

Uma vez que o modelo por elementos

b)). Essa pré-forma seria martelada entre as

modificações no projeto da peça para

finitos foi validado, torna-se possível a sua

matrizes até a obtenção de um produto se-

a realização de uma segunda tentativa.

aplicação no processo de fabricação de

miacabado como demonstrado na Fig. 9 a).

Aumentou-se a massa do tarugo para

outras peças metálicas por martelamento.

A primeira tentativa de se obter o pro-

aproximadamente 38,5 Kg, considerou-se

No presente caso, a peça “Garfo” é o foco

duto semiacabado considerou a existência

um aumento na espessura da região cen-

de estudo, pois trata-se de um produto

de rebarba ao longo da “linha de formação

tral para 25 mm e, ainda, aumentou-se as

estratégico para a relação com um cliente

de rebarba” e também de uma “região cen-

demais dimensões da peça forjada. Essas

específico e, até então, tem sido produzido

tral” de espessura “t = 12 mm” (Fig. 9 a)).

novas medidas permitiram a realização do

com lucro negativo.

Ambas as regiões seriam cortadas durante

processo sem defeitos e, principalmente,

a operação de rebarbação. Entretanto, esse

garantiram o sucesso no desenvolvimen-

estimou-se a necessidade de um tarugo de

Durante a etapa de cotação da peça,

processo mostrou-se impossível de ser reali-

to de um novo cliente estratégico para a

aproximadamente 30 Kg para a obtenção

zado, pois percebeu-se uma “falta de preen-

forjaria. No entanto, houve um aumento

do “Garfo” semiacabado por martelamento.

chimento” na peça forjada durante a etapa

significativo nos custos, pois foi necessária

Um tarugo (Fig. 8 a)) de aço AISI 1045, a

de ‘tryout”, como exemplificado na Fig. 9 b).

uma maior quantidade de matéria-prima

quente, seria pré-formado para uma geo-

Com o advento da ocorrência de defei-

20

- Abril 2018

e de tempo de usinagem de acabamento e,

>>> Simulação

Linha de axissimetria

a)

Linha de axissimetria

b)

g)

c)

f)

d)

a)

e)

b)

c)

g)

Fig. 11. a) Tarugo sendo conformado a quente por martelamento e a sua forma após seis golpes de forjamento: b) primeiro, c) segundo, d) terceiro, e) quarto, f) quinto e, g) sexto

d)

f)

e)

Fig. 12. Simulação de um a) tarugo sendo conformado a quente por martelamento e a sua forma após seis golpes de forjamento: b) primeiro, c) segundo, d) terceiro, e) quarto, f) quinto e, g) sexto

Tabela 5. Dados utilizados para a obtenção das curvas de escoamento via JMatPro

Aço

Limite de escoamento (MPa)

SAE 1045

370

Composição química C

Mn

P (máx)

S (máx)

0,43 - 0,50

0,60 - 0,90

0,03

0,05

inclusive, a necessidade de usinagem na região central com espes-

minosidade excessiva da peça de trabalho, foi necessário editar a

sura de 25 mm, pois já não mais se conseguia retirar essa região na

imagem fotografada. A exemplo, ainda assim não possível enxergar

operação de rebarbação.

fotograficamente a rebarba formada na Fig. 11 f). Já os resultados

Embora garantido o sucesso no desenvolvimento de um novo e

da simulação se encontram igualmente representados na Fig. 12,

estratégico cliente, um cenário similar ao caso hipotético exempli-

dispostos de maneira a demonstrar uma ótima previsão do proces-

ficado nas Tabela 1 a Tabela 4 - apresentado na parte I deste artigo

so industrial. Esse modelo por elementos finitos, agora validado a

- foi observado, inviabilizando economicamente a produção da

partir da peça “Flange”, foi utilizado na simulação da peça “Garfo”

peça “Garfo”. Sendo assim, foi necessário o desenvolvimento de um

(Parte III, Item 3.2).

novo projeto, propiciando a realização de uma terceira tentativa.

A nova proposta de processo de fabricação teve foco na modi-

O autor Stemler, P.M.A. é graduado em Engenharia Metalúrgica pela

ficação da pré-forma. Contudo, em razão da relativa complexidade

UFMG e Assistente Técnico pela 6Pro Virtual&Practical Process (pedro.

das novas pré-formas idealizadas, foram utilizadas ferramentas de

stemler@sixpro.pro). O coautor Haase, O.C. é graduando em Engenharia

simulação computacional, incluindo o JMatPro (Sente Software

Mecânica pela UFMG e colaborador pela empresa 6Pro Virtual&Prac-

Ltda, UK) e o DEFORM (SFTC, EUA). A metodologia de trabalho

tical Process (olavo.haase@sixpro.pro). O coautor Oliveira, F.S. é Enge-

empregada seguiu o fluxograma apresentado na Fig. 10. Já o material

nheiro de Processos em forjaria parceira* e o coautor Oliveira, S.F. é Ge-

foi obtido via JMatPro, utilizando-se os dados contidos na Tabela 5.

rente Industrial na mesma (contato@sixpro.pro). O coautor Lobenwein, R.R. é Engenheiro Mecânico pela UFMG com larga experiência no setor

Resultados

comercial e Gerente Comercial pela 6Pro Virtual&Practical Process (ro-

Validação do Modelo Computacional

drigo@sixpro.pro). O coautor Duarte, A.S. possui pós-doutorado na área

O modelo por elementos finitos da peça “Flange”, elaborado con-

de Metalurgia da Transformação, é Professor pela UFMG e pela PUC

forme descrito na Metodologia (Item 2.1), foi simulado e validado.

Minas e Consultor Técnico pela 6Pro Virtual&Practical Process (alisson@

Para fins de demonstração, o processo industrial foi fotografado

sixpro.pro). *A apresentação dos resultados foi autorizada pela forjaria

e disposto em golpes de forjamento na Fig. 11. Em razão da lu-

parceira, exceto o seu contato.

Abril 2018 -

21

>>> Forjados de Magnésio

Forjados de Magnésio Desafios e Oportunidades Mary Wells - Universidade de Waterloo, Ontário - Canadá Iniciativas de aplicações de ligas leves para indústrias automotivas e aeronáuticas estimulam o interesse no magnésio como um material para forjamento. A combinação de baixa densidade com resistência razoável do magnésio dá a ele uma resistência específica maior do que o aço ou o alumínio possuem. O metal custa mais do que algumas alternativas, e é complicado de forjar, mas pesquisas bucam encontrar uma melhor maneira de processar o magnésio e forjá-lo em componentes críticos.

A

indústria automotiva está à beira de uma mudança

grande oportunidade de crescimento. No momento, o uso de peças

significativa com o uso de materiais leves no topo

forjadas de magnésio é limitado por motivos como: custo elevado;

das considerações para projetos de veículos com o

baixa ductilidade à temperatura ambiente; a falta de conhecimento

objetivo de aprimorar o consumo de combustível.

sobre o magnésio quando comparado aos outros metais como aço

Atualmente, a utilização de materiais leves representa uma das so-

e alumínio; sua relativamente elevada propensão à corrosão, o que

luções mais plausíveis a curto prazo para ajudar a indústria auto-

implica no uso de revestimento.

motiva a alcançar os padrões de Corporate Average Fuel Economy (CAFÉ - economia de combustível média corporativa) definidos

Estrutura Cristalina

pelo governo norte americano. Os padrões para 2018 são 45 MPG

Hoje, o magnésio é utilizado na indústria automotiva normal-

ou 19km/l para pequenos carros para passageiros ou 34mpg -14,5

mente na forma de fundidos e é incomum utilizá-lo na forma

km/l para veículos maiores.

Vantagens e Limitações do Magnésio O uso do magnésio é particularmente apelativo para aplicações automotivas porque proporciona uma vantagem atraente sobre outros metais estruturais como aço e o alumínio. A densidade do magnésio (1,74g/cm3) equivale a 2/3 da densidade do alumínio e a 1/4 da densidade do aço. A combinação de sua baixa densidade com sua razoável resistência leva a uma resistência específica que é muito superior às resistências específicas do aço e do alumínio.

Utilizar mais magnésio significaria diminuir expressivamente o peso de um automóvel. No entanto, sua participação na indústria automotiva fica muito atrás do alumínio. Magnésio trabalhado, particularmente na forma de forjamento, representa então uma 22

- Abril 2018

Resistência à tração (Rp0,2), Mpa

250

200

150 Ligas forjadas 100 Ligas fundidas

50

0 0

2

4 6 Elongação A5, %

8

10

12

Fig. 1. A resistência por elongação de ligas de magnésio fundidas e forjadas

>>> Forjados de Magnésio

Fundido - 0%

50%

100%

300µm

Extrudado - 0%

75µm

75µm 100%

50%

75µm

75µm

75µm

Fig. 2. Evolução da microestrutura durante deformação a quente da liga AZ31 para duas diferentes condições iniciais (T=500ºC e taxa de deformação -1/s)

forjada. A razão para isto é a sua estrutura significa que a sua ductilidade à temperatura ambiente é muito baixa. Em baixas temperaturas os sistemas de escorregamentos ativos na estrutura, que permitem que a deformação ocorra, são limitados aos planos basais. Estas características inferiores de deformação dificultam o uso do magnésio na forma conformada.

A deformabilidade do magnésio pode ser melhorada significativamente quando

200 Verdadeira tensão (Mpa)

cristalina, que é hexagonal compacta. Isto

0.001/s 0.01/s 0.1/s 1/s

160

Ponto de marcação

120 80 40 0 0

0.1

0.2

0.3

75µm

Deformação verdadeira

Fig. 3. Resposta de tensão-deformação medida para liga AZ31B a 300ºC (esquerda) e a foto da microestrutura mostrando a maclação mecânica para a região evidenciada no gráfico com um círculo a uma deformação de 0,1 e a uma taxa de deformação de 1/s

planos de escorregamento adicionais são Forjamento

ativados em temperaturas maiores. Dado isso, deformação a quente é extensamente usada para conformar peças de magnésio.

Projeto

Corrosão

Magnésio pode desenvolver fortes texturas durante a deformação e isso pode resultar em intensa anisotropia mecânica no produto. A textura que se desenvolve é capaz de ter um efeito extremamente relevante em sua

Durabilidade

Tensão residual

deformação subsequente. Dependendo da textura, diferentes combinações de sistemas

Incorporação de sensores

de deformação podem ser ativados.

Deformação a quente da estrutura do fundido leva a uma melhoria expressiva das propriedades mecânicas (Fig.1). Isso acontece devido à deformação plástica imposta na

Fig. 4. Revisão bibliográfica do projeto de forjamento de magnésio mostrando diferentes áreas e diferentes parceiros Abril 2018 -

23

>>> Forjados de Magnésio

estrutura, que induz a uma maior uniformidade e ao refino de grão.

as ligas de magnésio se tornam muito sensíveis à taxa de deformação

Problemas inerentes de processos de fundição - como microestrutu-

que é aplicada durante o processo. No caso do magnésio, diferentes

ra grosseira e não refinada e defeito de formação (como porosidade)

taxas de deformação podem induzir diferentes modos de deformação.

- possuem impactos negativos nas propriedades mecânicas finais.

A Fig. 3 ilustra algumas curvas tensão-deformação medidas para a liga de magnésio AZ31B em compressão a 300°C. Maiores

Recristalização Dinâmica

tensões de deformação causam expressivo endurecimento por

Um processo conhecido como recristalização dinâmica tem a pro-

trabalho a frio, a ocorrer inicialmente e então é seguido de amole-

babilidade de ocorrer durante a deformação a quente. Isto induz

cimento. Maclação mecânica é o modo de deformação dominante

uma aleatoriedade da textura inicial como também a um grão mais

no começo do processo. O material não exibe nenhum encrua-

uniforme e refinado (Fig.2) e pode ser de interesse prático para a

mento a baixas taxas de deformação.

deformação seguinte. Consequentemente, forjamento é um processo de produção atrativo a ser considerado ao fabricar componentes

Programas de Pesquisa

de magnésio para aplicações automotivas. O tamanho de grão fino

Na Universidade de Waterloo (Ontário, Canadá) estão engajados

e uniforme produzido durante a conformação a quente através da

em um programa de pesquisa colaborativo para projetar e validar

recristalização dinâmica pode ajudar a melhorar as propriedades

um braço de controle automotivo de fadiga crítica feito de mag-

mecânicas finais dos componentes, incluindo vida em fadiga, e

nésio forjado. Este é um programa de pesquisa multidisciplinar

reduzir efeitos de textura.

que envolve companhias e pesquisadores com diferentes conhecimentos. O objetivo é projetar, produzir e validar esta peça que será

Efeitos da Taxa de Deformação na Conformação do Magnésio

alcançada através do desenvolvimento do conhecimento básico

Similar ao que ocorre com outros metais em elevadas temperaturas,

necessário e possibilitar a tecnologia essencial para o projeto oti-

Escala de laboratório (17,5mm) teste de compressão uniaxial

Escala intermediária (66 mm) usando prensa de 110 toneladas

Escala intermediária (85 mm) usando prensa de 500 toneladas

Forjamento atual do braço de controle

Fig. 5. Exemplos de geometrias deformadas a quente criadas a partir de um formato cilíndrico

AZ31B 0.06mm/s

AZ31B 0.6mm/s

AZ31B 6mm/s

Fig. 6. Forjamento de moeda utilizando uma liga AZ31B com uma prensa de 110 toneladas de pressão no laboratório CANMET Materials, em Ontário

24

- Abril 2018

Fig. 7. Exemplo de peças forjadas da liga de magnésio AZ31B utilizando uma prensa de 500 toneladas no laboratório CANMET Materials, em Ontário

>>> Forjados de Magnésio

mizado do magnésio forjado (Fig.4).

entre 200-250°C) em toda a operação.

A tarefa sobre o forjamento neste estudo se relaciona com o

Atualmente existem pouquíssimas plantas especializadas em

desenvolvimento de conhecimento do comportamento do material

forjamento de magnésio e suas ligas. Parte da razão disto é a falta

durante o processo, microestruturas finais produzidas e como estas

de prensas com a habilidade de aquecer a matriz durante o for-

se correlacionam com as propriedades mecânicas finais do compo-

jamento juntamente com a falta de pessoal com experiência na

nente. O projeto inclui a otimização da microestrutura, desenvol-

conformação destes materiais. Para aprimorar as condições de

vimento do processo, caracterização das propriedades mecânicas e

conformação a quente para peças forjadas de magnésio e suas ligas

modelamento para as ligas de magnésio selecionadas.

são usados vários lubrificantes, como grafite coloidal, dissulfeto de

A Forging Industry Educational and Research Foundation (FIERF- Fundação Educacional e de Pesquisa da Indústria de For-

molibdênio, óleos minerais, ceras e gorduras.

Devido à sua elevada resistência específica, as ligas de magnésio

jamento) da Forging Industry Association (FIA- Associação da In-

possuem grande potencial como materiais leves que podem ser usa-

dústria de Forjamento) apoia a pesquisa . A Fig. 5 mostra exemplos

dos como peças na indústria automotiva e na aeroespacial. Recente-

de alguns dos formatos de peças de magnésio que foram forjadas a

mente pode se observar uma tendência de substituir peças fundidas

quente para ajudar a desenvolver o conhecimento do processo, da

por peças conformadas de magnésio, incluindo por forjamento, por-

microestrutura e das propriedades que aparecem nas ligas de mag-

que assim as propriedades mecânicas e funcionais são melhores.

nésio AZ31B, AZ80 e ZK60.

As Fig. 6 e 7 ilustram vistas com aumento de peças com di-

A autora Mary Wells é engenheira, PHD, PEng, é professora de enge-

ferentes formatos feitos com pressão entre 110-500 toneladas no

nharia de materiais, Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrô-

laboratório (Natural Resources Canada Laboratory - CANMET-

nica da Universidade de Waterloo (Ontário, Canadá) que é uma escola

Materials- Laboratório de Recursos Naturais do Canadá) localiza-

técnica da FIERF. Ela também é presidente da associação de Mulheres

do em Hamilton, Ontário. O estudo no setor de forjamento envol-

na Engenharia de Ontário (Network Ontario Woman in Engineering),

ve tanto a condução de experimentos quanto o modelamento de

assim também como Diretora Associada em Outreach for UW. Pode

processos de forjamento para o magnésio utilizando um software

ser contatada por 519-888-4567 ext.38356 ou no e-mail mawells@

comercial denominado DEFORM 3D®.

uwaterloo.ca.

Conclusões

Referências

Peças forjadas de ligas de magnésio são mais desafiadoras do que

[1] B. L. M. H. E. Friedrich, Magnesium Technology-Metallurgy, Design Data,

outros metais e ligas por causa da necessidade de manter uma elevada temperatura de deformação espacialmente em todos os

Applications, Clausthal-Zellerfeld: Springer, 2006; [2] Anna Dziubin’ska, Andrzej Gontarz, Mieczysław Dziubin’ski, Marcin

pontos durante o processo. Isso significa que a matriz tem que es-

Barszcz, Advances in Science and Technology Research Journal Vol. 10

tar aquecida e mantida a uma temperatura mínima (normalmente

(31), 2016.

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25

>>> Matriz

Fadiga Termomecânica em Matrizes de Forjamento Diego Rafael Alba - Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS) Lirio Schaeffer - Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre (RS) O valor de um produto forjado é calculado em virtude dos custos de manufatura desde a matéria-prima até sua forma final, e engloba os mais diversos aspectos. Dentre estes, uma grande percentagem é devido ao custo de retrabalho das matrizes de forjamento. Matrizes de forjamento são componentes caros de produzir, e devem ser exaustivamente utilizados para maximizar sua vida e serem capazes de produzir o máximo de peças. Diversos mecanismos de falhas estão presentes em matrizes de forjamento, podendo destacar a fadiga termomecânica. Dependendo da severidade deste mecanismo, o retrabalho da ferramenta é impraticável. A combinação de esforços cíclicos térmicos e mecânicos influenciam diretamente no comportamento em fadiga do material.

M

atrizes para operações

rante o período de forjamento, bem como

cies das matrizes e as camadas logo abaixo

de forjamento a quente

no período de extração do componente

são submetidas a ciclos mecânicos e térmi-

estão sujeitas a esforços

forjado quando as matrizes são resfriadas

cos, os quais são caracterizados por altas

cíclicos mecânicos e tér-

através do uso de lubrificantes. As superfí-

amplitudes e altas frequências[1, 3].

micos, os quais influenciam diretamente no comportamento em fadiga do ferramental. O início e a propagação de trincas

σn Fadiga térmica

Billet

Deformação plástica σs

ε

na superfície da matriz são induzidos simultaneamente pelos gradientes térmicos que atuam na camada próxima à superfície de contato matriz/geratriz e também pelas altas tensões devido aos carregamentos mecânicos. Embora avanços tenham sido

a)

b)

Fadiga mecânica

Desgaste

em fadiga de matrizes ainda é difícil de ser vés de simulações numéricas[1, 2].

Em processos de forjamento a quente são impostas às matrizes altas tensões du26

- Abril 2018

σn

σ

alcançados neste tema, atualmente a vida estimada através de experimentos, ou atra-

Vr

ε c)

ε d)

Fig. 1. Mecanismos de falha de matrizes para forjamento a quente. (a) Fadiga térmica; (b) deformação plástica; (c) fadiga mecânica e (d) desgaste[3]

>>> Matriz

Por estas razões, conforme mostrado na Fig. 1, diferentes mecanismos de falha prevalecem: desgaste, deformação plástica e trincas devido à fadiga termomecânica[2, 4].

Diferentemente do desgaste e da deformação plástica, onde o dano acontece gradualmente durante o serviço e afeta o acabamento do produto final, as trincas devido à fadiga po-

a)

b)

c)

d)

dem surgir, mas seu efeito no componente forjado não é evidente[3]. Desta forma, a falha por fadiga é repentina, pois o tempo entre a trinca atingir seu tamanho crítico e propagar instavelmente é curto[1].

Nestes casos, a produção é interrompida e as matrizes defeituosas devem ser substituídas, o que leva ao aumento de custos e atraso na produção. Portanto, o

Fig. 2. Trincas devido à fadiga formadas na superfície de uma matriz de forjamento a quente após (a) 500 forjamentos, (b) 1850 forjamentos, (c) 4300 forjamentos e (d) 6900 forjamentos[8]

tempo de vida de matrizes é uma consideração importante do ponto de vista de redução de custos associados à substituição de ferramentas, aumento de produtividade

Extrusão

Plano de deslisamento

e qualidade do produto final.

Trincas devido à fadiga, como mostrado na Fig. 2, são geralmente vistas como uma cadeia de pequenas trincas na superfície da

Intrusão

ferramenta, e este é um importante mecanis-

Planos de deslizamentos

mo limitador da vida do ferramental[1, 5, 6]. As propriedades do material e a complexa interação com o estado cíclico dos carregamentos térmicos e mecânicos oriundos do processo determinam o comportamento do material durante os ciclos de forjamento[7, 8].

Fig. 3. Desenvolvimento de intrusões e extrusões durante a nucleação de trincas de fadiga[10]

devido à fadiga. Após o instante em que as

Geralmente, as trincas por fadiga se

matrizes estão completamente preenchidas

iniciam e propagam em regiões onde as

Fadiga Termomecânica

com o material a ser forjado, as tensões na

deformações são mais severas. Os mecanis-

A falha por fadiga é uma das principais for-

superfície da ferramenta tendem a crescer

mos de fadiga compreendem as seguintes

mas de falha de componentes na indústria

significantemente. Este tipo de falha é mais

fases sucessivas: nucleação ou iniciação da

do forjamento. De maneira oposta às falhas

comum na última etapa de forjamento

trinca (estágio I), propagação (estágio II),

por desgaste e deformação plástica, a fadiga

onde a geratriz já foi conformada na sua

e ruptura final (estágio III)[9, 10]. As trincas

mecânica não leva a produtos fora da espe-

pré-forma e está próxima da sua geometria

normalmente iniciam na superfície do

cificação, mas pode levar a pequenas falhas

final[3]. Nesta última etapa, as matrizes são

componente, visto que nessa região ocor-

de acabamento e também ao descarte das

preenchidas mais rapidamente para que o

rem as maiores tensões[3]. O campo de ten-

matrizes. Fadiga mecânica é um dano pro-

produto satisfaça aos requisitos dimensio-

sões na superfície é determinado por uma

gressivo e localizado que ocorre quando o

nais e de tolerância. Isto cria regiões onde a

série de fatores, como por exemplo, a mag-

material é submetido a carregamento cícli-

tensão na ferramenta é muito grande, o que

nitude do carregamento, imperfeições me-

co[9]. Até

pode levar à iniciação de trincas após apenas

talúrgicas e de superfície, as quais podem

alguns ciclos de forjamento[3].

ser concentradores de tensão macroscópi-

mesmo tensões abaixo do limite de

escoamento do material podem levar à falha 28

- Abril 2018

>>> Matriz

da tensão normal e o crescimento neste estágio ocorre de forma σ

ordenada. A velocidade de propagação do estágio II é dependente do fator de intensidade de tensões e possui uma característica única chamada marcas de praia[4, 10]. Provavelmente, marcas de

Contorno de grão

praia são um dos maiores indicativos de falha devido a fadiga. Elas II

indicam o ponto onde a trinca se iniciou e podem ocorrer devido às variações de carregamento durante a ciclagem ou à oxidação da superfície da fratura durante períodos em que a trinca não se propaga quando o componente não está sob solicitação alguma[10, 12]. A

Nucleação

Fig. 5 mostra a falha por fadiga ocorrida em um martelo de

queda. Os pontos A mostram o ponto de nucleação da trinca e os

I

pontos B mostram as marcas de praia devido à fadiga cíclica[13].

O estágio III ocorre quando a trinca atinge seu valor crítico, o que acarreta na ruptura final do componente. Neste estágio, a σ

seção útil remanescente não é suficiente para suportar os carregamentos impostos. A trinca propaga-se instavelmente o que leva à

Fig. 4. Estágios de nucleação e crescimento de trinca[9]

ruptura repentina[9].

Fadiga térmica consiste em trincas na superfície do material

cos. De maneira similar, o material é composto por descontinuida-

devido à tensões cíclicas térmicas. Matrizes para forjamento expe-

des, anisotropia e não homogeneidades. Imperfeições na superfície,

rimentam altas taxas de aquecimento na sua superfície e repentino

como entalhes, arranhões, riscos e falhas de fabricação são os locais

resfriamento devido aos processos de lubrificação pós etapa de

mais óbvios para a nucleação de trincas. Descontinuidades super-

forjamento[3]. Devido à pequena camada aquecida e resfriada e às

ficiais e sub superficiais em zonas críticas também podem ser sítios

diferentes temperaturas nas redondezas, este processo cria tensões

de nucleação. Inclusões de outros materiais, precipitados frágeis, e descontinuidades no arranjo cristalino, como fronteiras de grão e fronteiras duplas, são exemplos de concentradores de tensão microscópicos na matriz do material[10, 11].

Embora a nucleação de trincas geralmente ocorra em entalhes ou em outras descontinuidades, até mesmo em superfície sem de-

Prensas de fuso servo motor de última geração, 100% automatizadas com segurança ao operador.

feitos as trincas podem ocorrer. A formação bandas de deslizaSondas,de Analisadores, Tecnologia em Peças de Aço Controladores, Controle deàFluxo, mento é inerente à superfície dos materiais e pode levar nuclea- Inox Refratário Nova tecnologia de forja • Magnesio • Fibra de carbono • Titânio • Alumínio - Chapas Software e Sistemas Projetados www.nicro.it ção[3, 10]. Elas são o resultado do acumulo sistemático de pequenos www.supersystems.com

Japão

deslizamentos na ordem de 1 nm. O movimento destas bandas leva a formação de intrusões e extrusões na superfície, levando à formação de trincas, conforme Fig. 3[10]. de Açoe O primeiro estágio consiste naTecnologia nucleaçãoem dePeças uma trinca Refratário Fundido posterior crescimento a 45° em relação à direção de solicitação www.lohmann-stahl.de conforme mostrado na Fig. 4. O crescimento nesta direção que

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corresponde a propagação em planos sujeitos a grandes tensões de cisalhamento[4, 11]. Quando o tamanho da trinca é suficiente para em Sistemas que o estado de tensões na ponta daTecnologia trinca torne-se dominante, a Resistências Especiais para Calefatores, de Isolamento trinca começa a propagar perpendicularmente à direção da tensão aquecer banho de alumínio Especial e Resistências Elétricas www.atherm.com [9] www.kerfa.com principal, passando então, ao estágio II .

Como previamente dito, o estágio II ocorre quando a trinca modifica sua direção e propaga no plano normal a direção do car-

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regamento. Portanto, este comportamento é governado pelo valor REPRESENTANTE NO BRASIL Tecnologia em Sistemas de www.thermoconsultlatina.com Combustão kdi.info@thermoconsultlatina.com www.flox.com (47) 99977-1642

Abril 2018 -

29

>>> Matriz

Diversos trabalhos estão disponíveis na literatura para predição de vida em fadiga termomecânica de matrizes. Ebara[18], realizou uma análise da nucleação e propagação de trincas devido à fadiga termomecânica em matrizes fabricadas no aço SKD62 (ASTM H12). Em dois trabalhos distintos, Persson[17] e Persson, Hogmark[14] realizou testes de fadiga termomecânica em aços de trabalho a quente e propôs um modelo de predição de vida em fadiga. No trabalho de Santaella[3], o autor propõe um modelo em Elementos Finitos capaz de predizer a vida de matrizes de forjamento a quente. Através de experimentos de fadiga termomecânica, foi possível obter as curvas de histerese do aço DIN 1.2367 (ASTM H13) e definir sua curva de Wöhler. Qamar, Sheikh[19] estudou, através da Mecânica da Fratura Linear, a propagação de trincas em matrizes de extrusão através da Lei de Paris para trincas com tamanho inicial de 0,05 a 0,1 mm. Skov-Hansen, Bay[20] também Fig. 5. Estágios de nucleação e crescimento de trinca[9]

realizou estudos para definir o número de ciclos até trincas atingirem seu valor crítico. Por fim, Horita, Ishihara[21] comparou resultados

compressivas e trativas as quais podem atingir valores acima da

experimentais com uma análise em elementos finitos para definir a

tensão de escoamento do material podendo nuclear trincas na

curva da/dN de um punção no processo de forjamento.

superfície após alguns ciclos de

forjamento[5, 14]. Normalmente,

este tipo de falha ocorre em pontos onde o tempo de contato entre

Conclusões

matriz e geratriz é suficientemente grande. Este tempo de contato

Deve-se salientar que a matriz de forjamento possui grande repre-

longo causa um grande gradiente de temperaturas na superfície da

sentatividade nos aspectos relacionados a custo e dimensional das

ferramenta criando

deformações[3, 6].

Trincas devido à fadiga térmica são resultados de rápidas al-

peças forjadas. Dependendo do tamanho e complexidade, o custo de uma matriz pode ser elevado e espera-se que sua vida útil seja

terações na temperatura da superfície da ferramenta. Os ciclos de

suficiente a fim de equilibrar custos de fabricação com número de

temperatura podem induzir tensões altas o suficiente para impor

peças produzidas. Os defeitos mais usuais ocorridos em matrizes

um incremento de deformação plástica na superfície da ferramen-

de forjamento estão relacionados à iniciação e propagação de trin-

ta[4, 15]. Trincas na superfície se desenvolvem geralmente em pou-

cas devido à fadiga térmica e mecânica e ao desgaste de sua super-

cos milhares de ciclos, ou até mesmo antes e, consequentemente,

fície, acarretando em peças de dimensões aquém das esperadas,

este tipo de falha está no campo da fadiga de baixo ciclo (103 a 104

que geram retrabalho ou até mesmo descarte da matriz.

ciclos)[2, 3, 6]. Oxidação

e fluência do material contribuem significa-

Portanto, a busca por métodos que possam prever ou incre-

mente para o início de tais trincas. O mecanismo de fadiga térmica

mentar a vida útil de matrizes se faz necessária e neste aspecto os

é geralmente observado como uma rede de pequenas trincas na

métodos de avaliação de vida em fadiga aliado a análise em Ele-

superfície da matriz, e tais trincas em algumas ocasiões somente

mentos Finitos podem se tornar uma ferramenta útil para a solu-

penetram até um certo limite da camada superficial. Esta rede de

ção de tais desafios.

trincas degrada a qualidade da superfície da ferramenta e, consequentemente, o acabamento superficial dos produtos[1, 8]. Isto

As referências podem ser consultadas online no Portal Aquecimento

pode, em última instância, aumentar o custo de produção devido à

Industrial. Acesse o endereço: www.aquecimentoindustrial.com.br.

cara manutenção, falhas catastróficas das matrizes, e retrabalho dos produtos forjados. Altos níveis de resistência ao escoamento em

O autor Diego Rafael Alba é Engenheiro Mecânico e Mestre em Engenharia

altas temperaturas, alta dureza, baixa temperabilidade, resistência

pelo Programa de Pós-graduação de Engenharia de Minas, Metalúrgica e

à fluência e ductilidade, são algumas das propriedades necessárias

Materiais (PPGE3M) da UFRGS. Atualmente é aluno de doutorado do Labo-

do material para que se evite a fadiga térmica. Aços ferramentas de

ratório de Transformação Mecânica (LdTM) da mesma universidade. eng.

trabalho a quente, como por exemplo, AISI H11, H13, H20, H21

diego.alba@gmail.com. O coautor Lirio Schaeffer é Prof. Dr. -Ing. Coordena-

ou H22, se apresentam como ótimos candidatos para a utilização

dor do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de

em ferramentas de forjamento a quente[16-18].

Metalurgia, PPGEM, UFRGS, Porto Alegre (RS), schaefer@ufrgs.br.

30

- Abril 2018

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