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14/03/2014
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PROCESSO DE LAMINAÇÃO
Métodos e Processos de Fabricação
Prof. Helio França
Definição
É o processo de conformação mecânica que consiste em modificar aseção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa ou fio,pela passagem entre dois rolos, sendo que a distância entre os doisrolos deve ser menor que a espessura inicial da peça metálica.
•A tensão predominante, que conduz o processo é a tensão decompressão.• Os cilindros de laminação podem tanto ser motores ou então movidospelo movimento do material que está sendo laminado.
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Laminação
• Na laminação a passagem da peça pelos cilíndricosocorre através da ação da força de atrito que atua nasuperfície de contato entre peças e os cilíndricos. Essaforça é proporcional ao ângulo de contato.
• O volume do material se mantem constante (a variação édesprezível), ou:
Volume Entrada = Volume de Saída
Características do processoProcesso pode ser realizado:• continuo ou em etapas• com uma ou mais ferramentas rotativas (cilindros de laminação)• com ou sem ferramentas adicionais (p.ex.: mandris, calços ouhastes)
Permitindo:• alcançar as dimensões dos produtos semiacabados ou da peçapronta.• caldeamento de rechupes e poros provenientes do processo delingotamento• conformação da estrutura de solidificação do lingote.• melhora das propriedades mecânicas.
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Vantagens e uso
• Alta produtividade
• Controle dimensional doproduto acabado que podeser bastante preciso.
• Processo primário
– Matéria prima para outros processos
• Muito utilizado
Classificação conforme a geometria
LAMINAÇÃO PLANA
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Classificação conforme a geometria
LAMINAÇÃO DE PERFIS
Barras de seção circular e hexagonal eperfis estruturais como: vigas em I,calhas e trilhos são produzidos emgrande quantidade por laminação aquente com cilindros ranhurados,conforme mostrado abaixo.
Produtos laminados
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Classificação quanto à temperatura
LAMINAÇÃO A QUENTE
• Utilizada para materiais que tenham baixa plasticidade a frio.
• Serve como etapa de preparação para laminação final, a frio.
• Permite grandes reduções de espessura.
• Forças de laminação menores que as da laminação a frio
• Produz acabamento superficial pobre.
• Resulta em tolerâncias dimensionais largas.
Laminação à quenteLINGOTAMENTO CONTÍNUO PARA PRODUÇÃO
DE CHAPAS POR LAMINAÇÃO A QUENTE
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Laminação à quente
Laminação à quente
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Laminação à quente
Laminação à quente
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Classificação quanto à temperatura
LAMINAÇÃO A FRIO:
• Requer material com boa plasticidade a frio.
• É precedida por laminação a quente.
• As reduções de espessura são limitadas pelo encruamento.
• As forças de laminação são bem maiores que as da laminação a quente.
• Produz acabamento superficial bom ou ótimo.
• Resulta em tolerâncias dimensionais mais estreitas que a laminação a quente.
Laminação à frio
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Mecânica da Laminação
Mecânica da Laminação
• Arco de contato – corresponde à área de contato • Esforço predominante - compressão direta
• Ponto neutro - pressão máxima dos cilindros sobre a peça• Forças de atrito: no sentido da laminação até o ponto neutro e contrário a partir dele – tendência de movimento para trás e para frente da peça a laminar
• Carga de laminação: força de separação dividida pela área de contato – Tensão de laminação
• Cilindros de diâmetros menores: - Área de contato menor- Força de separação menor- Forças de atrito menores- Maior rigidez e precisão- Aplicação nos quádruos e múltiplos
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Mecânica da Laminação
Forças de atrito
• Requirida para mover o material (peça)
• Deve ser superada, aumentando as forças de laminação e potência(torque)
Mecânica de LaminaçãoForças de laminação
• Força lateral requerida para comprimir a peça• Perpendicular ao plano da tira• Cilindros de menor diâmetro requerem forças de laminação menores
Para redução da força de laminação
• Redução do atrito
• Usando rolos de diâmetro pequeno
• Realizando pequenas reduções por passe
• Laminação em temperaturas altas
• Aplicando tensões na tira
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Mecânica de LaminaçãoTensões residuais
• Rolos de pequeno diâmetro tendem a deformar o metal mais na superfíciedo que no centro
• Rolos de grande diâmetro tendem a deformar o metal mais no centro do que na superfície
Processo de Laminação• Variáveis que limitam o valor da espessura final que
pode ser obtida
• Diâmetro dos laminadores
• Coeficiente de atrito entre chapas e cilíndros
• Tensão de escoamento do material dos cilíndros
• rigidez do laminador
• modulo de elasticidade do material do cilindro
• temperatura
• lubrificação
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Laminadores
Um laminador consiste basicamente de cilindros, mancais,quadro (para fixar estas partes) e motor (para fornecerpotência aos cilindros e controlar a velocidade de rotação).As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingirmilhares de toneladas – construção rígida e motores potentes.O custo, portanto de uma moderna instalação de laminação éda ordem de milhões de dólares e consome-se muitas horasde projetos uma vez que esses requisitos são multiplicadospara as sucessivas cadeiras de laminação contínua.Utilizam-se variadas disposições de cilindros.
Laminadores
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Laminadores
Tipos de LaminadoresOs laminadores podem ser:
• laminador duo
• laminador duo reversível
• laminador trio
• laminador quádruo
• laminador Sendzimir
• laminador universal.
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Tipos de laminadores
• Neste laminador o cilindroinferior é fixo e o cilindrosuperior pode mover-se,durante a operação.
• O sentido do giro doscilindros não pode serinvertido e o material sópode ser laminado em umsentido
Laminador duo
Laminador duo reversível
• A inversão da rotação doscilindros permite que alaminação ocorra nos doissentidos de passagementre os rolos
Tipos de Laminadores
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Laminador trio
• Os cilindros sempre giram nomesmo sentido. Porém, omaterial pode ser laminadonos dois sentidos, passando-oalternadamente entre ocilindro superior e ointermediário e entre ointermediário e o inferior.
Tipos de Laminadores
Tipos de Laminadores
Laminador quádruo
• Usado para laminarmateriais mais finos, utilizacilindros de trabalho depequeno diâmetro apoiadospor cilindros de encostopara não fletir.
• Pode ser reversível ou não.
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Tipos de Laminadores
Laminador Sendzimir
• Os cilindros de trabalho sãomuito finos, podem fletirtanto na direção verticalquanto na horizontal e sãoapoiados em ambas asdireções
Tipos de LaminadoresLaminador universal
• Dispõe de dois pares de cilindros de trabalho, com eixosverticais e horizontais
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Defeitos em produtos laminados
a) Ondulação nas extremidades – resultado do curvamento docilindro;
b) trincas chevron no meio da tira;c) trincas de extremidade/aresta;d) Abertura em jacaré