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Materiais e Processos de
Fabricação
Senai
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Classificação e características dos
Materiais
Introdução
Quando da conf ecção de um determinado
produto, deve-se, como um dos f atoresprioritários, selecionar o material adequadoque o constituirá.
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Classificação dos MateriaisMetálicos
Ferrosos Não Ferrosos
GusaAçoFerroFundido
Pesados Leves
Chumbo
CobreBronzeLatãoZincoEstanho
Alumí nio
Magnésio
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Classificação dos MateriaisNão Metálicos
Naturais
Puros Transf ormadosMadeiraPedra
BorrachaCouro
FeltroAmiantoVidro
Sintéticos
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Classificação dos MateriaisNão Metálicos
Naturais Sintéticos
Termoplásticos Termof ixos Elásticos
PVC
NylonABS
Fibra de Vidro
BaquelitaPertinax
BorrachaNaturalBorrachaSilicone
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Classificação dos MateriaisMateriais
Metálicos Não Metálicos
Ferrosos Não Ferrosos Naturais Sintéticos
GusaAçoFerro Fundido Pesados Leves
ChumboCobreBronzeLatãoZincoEstanho
Alumí nioMagnésio
Puros Transf ormados
MadeiraPedra
BorrachaCouroFeltroAmiantoVidro
Termoplásticos Termof ixos Elásticos
PVCNylonABS
Fibra de VidroBaquelitaPertinax
Borracha NaturalBorracha Silicone
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Classificação e características dos
Materiais
Conhecidas as classes dos materiaispassamos agora a especif icá-los por grupos e
empregos que destinam, pois todos materiaispossuem características próprias que devemosconhecer para podemos emprega-los maisadequadamente.
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Classificação e características dos
Materiais Metálicos
Ao estudarmos a classe dos materiaismetálicos podemos dividi-los em dois grupos
distintos: os f errosos e não f errosos
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Classificação e características dos
Materiais Metálicos Ferrosos
São aqueles que possuem f erro em suacomposição. Desde sua descoberta, os materiais
f errosos tornaram-se de grande importância naconstrução mecânica. Os materiais f errosos maisimportantes são:
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Classificação e características dos
Materiais
Gusa Possui 6,67% de carbono, sendopouco usado mecanicamente devido a altadureza.
Dele, através de uma segunda f usão, tira-se of erro f undido e o aço.
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Classificação e características dos
Materiais
Aço Liga de Ferro (Fe) e carbono (C), comporcentagem de carbono variando de 0,008 a
2,11% .É um material tenaz de excelentes
propriedades, de f ácil trabalho, podendo
també
m serf
orjável.
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Classificação e características dos
Materiais
Ferro Fundido Liga de f erro e carbono,com a porcentagem de carbono variando de2,5% a 4,6%.
É um material amplamente empregado naconstrução mecânica, e que, mesmo nãopossuindo a resistência do aço, pode
substituí-lo em diversas aplicações e muitasvezes com grande vantagem.
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Classificação e características dos
Materiais Ferrosos
Como estes materiais são f áceis de seremtrabalhados, com eles é constituída a maiorparte de máquinas, f erramentas, estruturas
bem como instalações que necessitammateriais de grande resistência.
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Classificação e características dos
Materiais não Ferrosos
São todos os demais materiais metálicosempregados na construção mecânica.
Possuem empregos os mais diversos, pois
podem substituir os materiais f errosos emvárias aplicações e nem sempre podem sersubstituídos pelos f errosos.
Estes materiais são geralmente utilizados
isoladamente ou em f orma de ligas metálicas,algumas delas na construção de máquinas eequipamentos.
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Podemos dividir os não f errosos em doistipos em f unção da densidade:
Metais pesados ( > 5 kg/ dm³): cobre,estanho, zinco, chumbo, platina, etc.
Metais leves ( < 5 kg/ dm³): alumí nio,magnésio, titâneo, etc.
= peso especí f ico do material.
Classificação e características dos
Materiais não Ferrosos
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Normalmente, os não f errosos sãomateriais caros, logo não devem os utilizá-losem componentes que possam ser
substituídos por materiaisf errosos.Esses materiais são amplamente
utilizados em peças sujeitas a oxidação, dadaa sua resistência, sendo muito utilizados em
tratamen
to galvân
icos superf
iciais. Sãobastante utilizados em componenteselétricos.
Classificação e características dos
Materiais não Ferrosos
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Nos últimos anos, a importância dosmateriais leves e suas ligas têm aumentadoconsideravelmente, principalmente na
con
strução e veículos,n
as con
struçõesaeronáuticas e navais, bem como namecânica de precisão, pois se têmconseguido ligas metálicas de alta resistênciae de mesmo peso e, com isto, tende-se atrocar o aço e o f erro f undido por essesmetais.
Classificação e características dos
Materiais não Ferrosos
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Classificação e características dos
materiais não metálicos
NaturaisPuros: Não sof reram transf ormação alguma
Exemplo: Madeira, pedras, petróleo, couro, etc.
Transf ormados: Borracha, couro, f eltro, amianto,vidro (quartzo+carbonato de sódio e cálcio)
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Classificação e características dos
materiais não metálicos
Artif iciais ou sintéticos
Termoplásticos: resistem a aproximadamente80 ºC, são reaproveitáveis, bastando inverter-se a
sua temperatura.
PVC (policloreto de vinila), Nylon ABS - únicomaterial plástico que pode ser cromado, podendo-
se f azer dele o vidro altamente polido (retrovisorde carro)
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Classificação e características dos
materiais não metálicos
Artif iciais ou sintéticos
Termof ixos: resistem a aproximadamente 150
ºC, mas não são reaproveitáveis se atingiremtemperaturas acima de 150 ºC Exemplos: f ibra devidro, baquelite, etc.
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Classificação e características dos
Materiais
Os materiais plásticos estão sendoempregados em um número cada vez
maior de casos como substitutos demetais.Daí a necessidade de conhecermos
um pouco mais esses materiais quevêm-se tornando uma presençaconstante nos campos técnico-cientí fico, doméstico, etc.
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Propriedades dos materiais
Na construção de peças e componentes,devemos observar se os materiais empregados
possuem as diversas propriedadesf ísicas emecânicas que lhe serão exigidas pelas
condições e solicitações do trabalho que sedestinam.
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Elasticidade
É a propriedade que o material tem de voltar àposição inicial depois de cessada a f orça que odef ormou.
Ex.: mola.
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Fragilidade
É a propriedade que os materiais têm denão suportarem choques, ou seja, quebramcom f acilidade, esta é uma propriedade dosmateriais muito duros. Ex.: Fe f undido,vidro, etc.
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Ductibilidade
Pode-se dizer que a ductibilidade é ooposto da f ragilidade. São dúcteis osmateriais que por ação de uma f orça sedef ormam plasticamente,conservando a suacoesão,
Ex.: cobre, alumí nio, aço com baixo teor
de carbono, etc.
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Tenacidade
Se o material é resistente e possui boascaracterísticas de alongamento para
suportar um esf orço considerável detorção ou f lexão, sem romper-se, é chamado tenaz.
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Dureza
É a resistência que um material of erece àpenetração de outro corpo. As f erramentasde corte devem ser duras para que não sedesgastem e possam penetrar em ummaterial menos duro.
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R esistência
Resistência de um material é a suaoposição à mudança de f orma e aocizalhamento.
As f orças externas podem exercer sobre omaterial cargas de tração, compressão f lexão,cizalhamento, torção ou f lambagem. Toda
f orça externa gera no material tensões deacordo com o tipo de solicitação.
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Elasticidade e Plasticidade
São propriedades de mudança def orma.Denominamos def ormação elástica a
def ormação não permanente e def ormaçãoplástica a def ormação permanente.
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Densidade
A densidade de um material está relacionadacom o grau de compactação da matéria.Fisicamente, a densidade ( V) é def inida pela
massa (M) dividida pelo volume (V).
V= M KgV dm³
Exemplo : o cobre tem maior densidade que o aço:
V Cu = 8,93 Kg/dm³ V aço =7,8Kg/dm³
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Obtenção do Ferro Gusa
Os minérios de f erro são rochas que contém
óxidos de f erro ou carbonatos de f erro agregados aquartzo, argila, composto de enxof re, f ósf oro,manganês.
Minério Designação
Química
Fórmula
Química
Conteúdo de Fe
Magnetita Óxido f errosoférrico
Fe3O4 60.............70%
Hematita roxa Óxido de f erroanidro
Fe4O3 40............60%
Hematita pardaou Limonita
Óxido de f errohidratado
2Fe2O3 + 3H2O 20............45%
Siderita Carbonato de FeCO3 30...........45%
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Transformação do
minério em metal
A transf ormação do minério em metal é f eita no alto f orno. Para que isso ocorra, é necessário preparar o minério de f erro paratorná-lo adequado. No Brasil existe umagrande quantidade de minério em pó, ouseja, pedaços de aproximadamente 10 mm.
Para ser utilizado no alto f orno é necessáriosubmeter o minério a um processo debenef iciamento. Estes processos são:
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Transformação do minério em metal
Sinterização
Processo de benef iciamento que f orma
blocos com partículas de miné
rio def
erro,carvão moído, calcário e água.
Tudo é misturado f ormando umaglomerado e depois levado a uma grelha em
alta temperatura (1000 a 1300 ºC).
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Transformação do minério em metal
Sinterização
O minério de f erro começa a f undir
superf
icialmen
te un
in
do-se ef
orman
do umbloco poroso.
Depois é quebrado em pedaços menoreschamados de sí nter.
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Transformação do minério em metalPelotização
Processo de benef iciamento onde o minério def erro é moído bem f ino, umedecido para f ormar umaglomerado.
É colocado em um moinho em f orma de tambor,
enquanto giram, os aglomerados vão se unindo até transf ormarem em pelotas.
É submetido a secagem e queima para
en
durecimen
to.Após o benef iciamento o minério é levado aoalto f orno para transf ormar-se em f erro gusa, que é a matéria prima para a f abricação do aço e f erro
f undido.
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Transformação do minério em metal
Preparando o f erro gusa
Para transf ormar o minério em f erro gusa é necessário acrescentar outros ingredientes tais
como f undentes, desoxidantes, desf osf orizantes ecombustíveis.
Fundentes: Ajuda o minério de f erro a f undir-se
tornando líquida a escória do f erro gusa. O calcárioé uma rocha constituída por carbonato de cálcio(carbono + oxigênio) e tem essa f unção.
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Transformação do minério em metal
Preparando o f erro gusa
Desoxidantes: Diminui o ef eito nocivo doenxof re, que torna o aço f rágil e protege o gusa
contra oxigênio. É utilizado o minério demanganês.
Combustíveis: carvão vegetal e mineral. Do
carvão mineral se produz o coque, que temelevado teor calorí f ico e alto teor de carbono. Ocarvão gera um gás reduto e permite que o calorcircule com f acilidade através da carga.
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Transformação do minério em metal
Juntando-se estas matérias-primas dentrodo alto f orno, obtém-se o f erro gusa quecontém 5-6 % e carbono, + 3¨% de silício (Si),
+ 6% de man
gan
ês (Mn
),assim como altosteores de enxof re e f ósf oro .Um teor alto decarbono,enxof re e f ósf oro tornam o f errogusa muito f rágil,não f orjável e não soldável.
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Transformação do minério em metal
O f erro gusa que sai do alto f orno podeser solidif icado em pequenos lingotes queservirão de matéria prima para uma segundaf
usão, de on
de resultará of
errof
un
dido ou ogusa poderá ser transportado liquido (carrotorpedo) para a aciaria (local de obtenção doaço).
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Aço - Definição deAço
Aço - Liga de Ferro (Fe) e Carbono (C),com a porcentagem de carbono variando de0,008 a 2,11%, além de certos elementosresiduais resultantes dos processos def abricação.
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Obtenção do aço
O f erro gusa que sai do alto-f orno temalto teor em carbono (3 a 5%) e elevado teorem impurezas como enxof re, f ósf oro,
man
gan
ês e silício.Para transf ormar o gusa em aço é necessário que ele passe por um processo deoxidação, combinação do f erro e dasimpurezas com o oxigênio até reduzir o seuteor de carbono (0 a 2%),manganês, silício,eeliminar ao máximo,seu teor de enxof re ef ósf oro . Para tanto, existem vários processos:
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Processos Bessemer e Thomas Bessemer
Em ambos os processos reduz-se o teor decarbono do f erro gusa pela in jeção de ar pororif ícios que existem no f undo do conversor.
Produtos obtidos: Aço carbono não ligados.
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Conversor a oxidação (LD)
A redução do teor de carbono é f eita atravésda in jeção de oxigênio. Equipamento responsávelpor mais de 50% da produção mundial e aço.
A carga desse conversor é constituída de f errogusa liquido, sucata de f erro, minério de f erro ef undentes.
Produtos obtidos: Aços não ligados, aços paracementação,aços de baixa liga.
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Conversor Siemens-Martin
A carga desse f orno pode ser constituída de70% de sucata e o resto de f erro gusa ef undentes (cal) para f ormar a escória. A
temperatura de f usão é de 1800ºC, que seconsegue pela queima de gás ou óleo.
Produtos obtidos: Aços carbono não ligados,
aços de baixa liga,açosf
erramen
ta quen
ãoexigem alta qualidade.
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Forno elétrico
Este f orno é destinado para obtenção de açosaltamente ligados. Com o aço vindo do conversoro oxigênio ou Siemens Martin e mais sucataselecionada alimenta-se o f orno elétrico. Neste
f orno o aço é purif icado e adicionam-se oselementos de liga desejados.
Existem dois tipos de f orno elétricos para
produção de aço:
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Forno de arco voltaico
Tem dois ou três eletrodos de carvão, cujacorrente elétrica produz uma temperatura naordem de 3600ºC.
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Forno de indução
No f orno de indução a corrente é alternada,que possa por uma bobina situada aoredor do cadinho.
Esse f orno é empregado para f abricação deaços altamente ligados e f erro f undido nodular.
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Tipos de aços
Aços carbonoSão ligas f erro- carbono onde a porcentagem
de carbono pode variar de 0,05 a 1,7%.
A porcentagem de carbono nas ligas inf lui nascaracterísticas do aço.
O aumento de carbono aumenta a dureza e aresistência à tração, mas diminui a resistência e a
maleabilidade.
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Tipos de aços
Aços carbonoOs aços que têm mais de 0,4% de carbono
podem ser endurecidos pela têmpera .Os aços
que têm men
os de 0,4% de carbon
on
ãoadquirem têmpera, mas podem ser endurecidospor cementação.
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Tipos de aços
Aços especiais ou Aços ligaDevido às necessidades industriais, a pesquisa
e a experiência possibilitaram a descoberta deaços especiais, mediante a adição e a dosagem de
certos elementos de liga no aço-carbono.Conseguiram-se assim aços-liga com
características como resistência a tração ecorrosão, elasticidade, dureza,etc.bem melhoresdo que as dos aços-carbono comuns
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Carbono CEleva: Resistência, dureza, temperabilidadeAbaixa: Ponto de f usão, tenacidade,
alongamento, soldabilidade.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Silício - SiEleva: Elasticidade, resistência a tração,prof undidade de têmpera, dureza a quente
resistência a corrosão, separação da graf itano f erro f undido.Abaixa: Soldabilidade.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Fósf oro - PEleva: Fluidez, f ragilidade à f rio resistência àquente.
Abaixa: Alongamento e resistência achoque.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Enxof re - SEleva: Quebra de cavaco e viscosidadeAbaixa: Resistência a choque.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Manganês Mn
Eleva: Prof undidade de Têmpera, resistênciaa tração, choque, resistência a desgaste.
Abaixa: Facilidade de sertransf ormado(laminado,tref ilado);separação da graf ita no f errof undido.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Níquel-NiEleva: Tenacidade, resitência á traçãoresistência elétrica resistência á quente,
prof undidade de têmpera.Abaixa: Dilatação térmica.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Cromo- CrEleva: Dureza, resistência á tração,resistência á quente, temperatura de
têmpera resistência á f rio, resistência ádesgaste,resistência à corrosão.Abaixa: Alongamento (em graus reduzido).
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Vanádio - VEleva: Resistência á f adiga dureza,tenacidade resistência á quente.
Abaixa: Sensibilidade ao aparecimento detrincas por aquecimento sucessivos
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Molebidêncio - MoEleva: Dureza, resistência á quenteresistência a f adiga.
Abaixa: Alongamento, f orjabilidade.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Cobalto - CoEleva: Dureza, capacidade de corte,resistência á quente.
Abaixa: Tenacidade sensibilidade aoaparecimento de trincas por aquecimento sucessivos.
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Influência dos elementos de liga nas
propriedades do aço:
Cobalto - CoEleva: Dureza, resistência à tração,resistência a corrosão, temperatura de
têmpera, resistência á quente, resistência àdesgaste.Abaixa: Alongamento (em grausreduzido).
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NormasABNT - SAE -AISI
ABNT- Associação Brasileira de NormasTécnicas
SAE- Society of Automotive Engineers(Sociedade Automotiva de Engenheiros)
AISI Americam Iron and Stel Institute(Associação Interamericana do Ferro e do Aço)
DIN (Normas industriais da Alemanha)
A ABNT se baseou no sistema americano SAE,resultando a norma NBR 6006.
ABNT- Associação Brasileira de NormasTécnicas
SAE- Society of Automotive Engineers(Sociedade Automotiva de Engenheiros)
AISI Americam Iron and Stel Institute(Associação Interamericana do Ferro e do Aço)
DIN (Normas industriais da Alemanha)
A ABNT se baseou no sistema americano SAE,resultando a norma NBR 6006.
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Aço ABNT 1 0 60
0,60% de carbono
0% elemento de ligaclasse do aço carbono
Aço SAE 4 3 40
0,40% de carbono
$3% elemento de liga
classe do aço Ni Cr Mo
Aço ABNT 1 0 60
0,60% de carbono
0% elemento de ligaclasse do aço carbono
Aço SAE 4 3 40
0,40% de carbono
$3% elemento de liga
classe do aço Ni Cr Mo
NormasABNT - SAE -AISI
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NormasConf orme norma da ABNT e SAE.
� SAE 1020 = ABNT 1020� SAE 1040 = ABNT 1040
� SAE 1045 = ABNT 1045
Conf orme Norma do f abricante VILLARES� VT - 20 $ ABNT 1020
� VT - 40 $ ABNT 1040
Conf orme norma DIN� C 15
� CK-22
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Aços
� Muitos aços comerciais não estão incluídosnesse esquema de classif icação, como os açosde alto teor em liga para f erramenta ou osinoxidáveis, caso em que se adotam
denominações especiais.
� Ex: ABNT E52100 Aço cromo produzido nof orno elétrico com 1,00%C aprox.2% de
elementos de liga (0,25 a 0,45% Mn) (0,20 a0,35% Si) (1,30 a 1,60% Cr).
Classificação dos aços pelos sistemas SAE eAISI
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ç ç p
Designação Tipos de aço
SAE AISI10XX C10XX Aços carbonos comuns11XX C11XX Aços de usinagem f ácil (com alto S)13XX 13XX Aços manganês (1,5 2,0% Mn)23XX 23XX Aços- níquel (3,25 3,75% Ni)25XX 25XX Aços níquel (4,75 5,25%Ni)31XX 31XX Aços níquel cromo (1,10 1,40%
Ni;0,55-0,90% Cr)33XX E33XX Aços-níquel cromo (3,25 3,75%
Ni;1,40 1,75%Cr)
Classificação dos aços pelos sistemas SAE eAISI
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ç ç p
Designação Tipos de açoSAE AISI
40XX 40XX Aços-molibdênio (0,20-0,30% Mo)41XX 41XX Aços cromo- molibdênio (0,40-
1,20%Cr;0,08 0,25%Mo)
43XX 43XX Aços níquel-cromo molibdênio(1,65%-2,00%Ni,0,40-0,90%Cr,0,20-0,30%Mo)
46XX 46XX Aços níquel-molibdênio(1,40-2,00%Ni;0,15-0,30%Mo)
48XX 48XX Aços-níquel-molibdênio (3,25-3,75Ni;0,20-0,30%Mo)
Classificação dos aços pelos sistemas SAE eAISI
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ç ç p
Designação Tipos de aço50XX 50XX Aços cromo (0,27-0,50%Cr)51XX 51XX Aços-cromo (0,70-1,20%Cr)61XX 61XX Aços-cromo-vanádio (0,70-
1,10%Cr;0,10%V)
86XX 86XX Aços-níquel-cromo-molibdênio(0,20-0,40% Ni;0,30-0,55%Cr;0,08-0,15%Mo)
87XX 87XX Aços-níquel-cromo-molibdênio(0,40-0,70% Ni;0,40-0,60%Cr;0,20-0,30%Mo)
92XX 92XX Aços- silicio manganês (1,40-
2,00%Si;0,60-0,90%Mn;0-0,70%Cr)
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±liga
Os aços mais usados industrialmentepossuem teores de carbono que variam entre0,10 a 0,95%, ou seja, aço 1010 a 1095. Acimade 0,95% C são considerados aços-carbonoespeciais.
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±liga
Aços de baixo teor de carbono 1010 a 1035
Chapas, f ios, tubos, cantoneiras, barras laminadas
e perf iladas, paraf usos, porcas, arruelas, etc.
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±liga
Aços de alto teor de carbono: 1070 a 1075
Formões, pés-de-cabra, tesouras para corte de
chapas, molas, cabos, cutelaria, etc.
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±ligaAços de alto teor de carbono: 1080 a 1085
Rebitadeiras, matrizes para f orjamento a
quente, cunhas, etc.
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±ligaAços de alto teor de carbono:1090 a 1095
Colheres de pedreiro, machados, molas, mandriz,
matrizes para rebarbar, punções, talhadeiras,peças de grande dureza e resistência.
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Utilização dos aços ± carbonos e aços
±liga
Para f ins de aplicações industriais, os aços liga recebem o nome do elemento ou dos vários
elementos de liga segundo a sua composição. Nomundo há aproximadamente 1200 tipos de açosliga; no Brasil existem aproximadamente 200.
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Aços níquel
1 a 10% Ni - peças de automóveis,
máquinas e f erramentas10 a 20% Ni - eixos, hastes de f reios,
blindagens de navios, válvulas de motores
té
rmicos.20 a 50%Ni (inoxidáveis) - resistênciaselétricas, cutelaria, instrumentos demedição.
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Aços cromo
Até 6% Cr - esf eras e rolos de
rolamentos,f erramentas,projéteis eblindagens
11 a 17% Cr (inoxidáveis) - aparelhos einstrumentos de medição, cutelaria .
20 a 30% Cr - válvulas de motores àexplosão, f ieiras, matrizes
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Aços ± cromo ± níquel
0,5 a 1,5% Cr 1,5 a 5% Ni - virabrequins,engrenagens,eixos,peças de motores de
grandes velocidades, bielas.8 a 25% Cr 18 a 25% Ni-(inoxidáveis) -
portas de f ornos,tubulações de águas salinas e
gases,eixos de bombas,válvulas,turbinas.
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Aços manganês
7 a 20% Mn - peças de britadores, eixosde carros e vagões, cruzamentos e survas detrilhos.
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Aço silício
1 a 3% Si - molas, chapas de induzidosde máquinas elétricas,núcleo de bobinas
elétricas.
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1% Si;1%Mn - molas diversas, molasde automóveis, peças de veí culos em
geral e vagões.
Aço silício - manganês
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1 a 9% W - ferramentas de corte paraaltas velocidades, fabricações de í mãs e
matrizes.
Aços tungstênio
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O molibdênio é usado emassociação com os outros elementos .
Aços molibdênio
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O vanádio é usado em associaçãocom outros elementos.
Aços vanádio
Aços cobalto
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O cobalto é usado em associaçãocom outros elementos, chapas de
induzidos, í mãs permanentes.
Aços cobalto
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8 a 20% W 1 a 5%V até 8% Mo 3 a4% Cr - ferramentas de corte de todos os
tipos para altas velocidades, cilindros delaminadores, matrizes, fieiras, punções.
Aços rápidos
A á i
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8 a 20% W 1 a 5%V até 8% Mo 3 a4% Cr ferramentas de corte de todos
os tipos para altas velocidades, cilindrosde laminadores, matrizes, fieiras,punções.
Aços rápidos
A l í i
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Camisas removí veis e motores àexplosão e de combustão interna
virabrequins,eixos em geral.
Aços alumínio-cromo
Questionário
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Ques o o
1) Def inir: Aço,Aço-carbono e Aço- liga
2) Qual a classe, porcentagem elementos de liga deaço ABNT 1045?
3) Quais os ef eitos conseguidos com os aços-liga ou
aços-especiais?4)Qual a identif icação numérica dos aços-molibdênio?
5) Qual a classe,porcentagem elementos de liga e
porcentagem de carbono do aço AISI 5130?
Questionário
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Q
6) Quais os elementos de liga e suas respectivasporcentagens do aço SAE 8620?
7) Qual o tipo de aço,percentual decarbono,percentual dos elementos de liga
segundo as normas SAE 61120 e AISI E61120?
Ferro fundido
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Ferro f undido
É uma liga carbono com teor e carbono de2 a 4,5%.
Esse material se caracteriza f rente ao açopor ter um ponto de f usão mais baixo e uma
moldabilidade mais f ácil.Para peças de f orma complicada, a
f undição em f erro f undido é a mais econômicado que a f undição em aço.
Ferro fundido
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Ferro f undidoO f erro gusa é transf ormado numa segunda
f usão em f erro f undido. Esta f usão é f eita emf ornos tipo cubilot ou f orno elétrico.
A carga desses f ornos é f ormada de lingotes
def
erro gusa, sucata de aço ef
errof
un
dido,coque e f undente calcário), podem-se tambémadicionar elementos de liga como o cromo,níquel, molibdênio. Através esta segunda
f usão, obtêm-se uma estrutura mais densa coma graduação mais f ina e unif orme.
Tipos de ferro fundido
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Tipos de ferro f undido
O carbono contido no f erro f undido podeestar combinado com o f erro,f ormando acementita, que é quebradiça e apresenta umaf ratura clara (f erro f undido branco).
Quando o carbono está separado do f erro,f ormando veios de graf ite, apresenta umaf ratura cinzenta (f erro f undido cinzento).
Tipos de ferro fundido
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Tipos de ferro f undido
A quantidade e o tamanho dos veios degraf ite que se f ormam dependem da composiçãoquímica e da velocidade de resf riamento .
Aumentando o teor de silício e diminuindo a
velocidade de resf riamento, há maior f ormaçãode graf ite.
No entanto se aumentarmos o teor de
manganês e a velocidade de resf riamento, ocarbono f icará combinado com o f erro, f ormandoa cementita.
Ferro fundido cinzento (GG)
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Ferro f undido cinzento (GG)
Nesse tipo de f erro f undido,o carbono seapresenta na f orma de veios de graf ite,(lamelas) que são f ormados devido a umresf riamento lento no momento da f undição
e/ou devido à composição química do material(alto teor e silício).
Ferro fundido cinzento (GG)
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Ferro f undido cinzento (GG)
O f erro f undido cinzento ou lamelar (GG ouGGL) é comercialmente barato,e tem as seguintescaracterísticas quanto ao processo de f abricação:
Funde-se com f acilidade
Contrai-se pouco ao esf riar
Tem pouca tendência a f ormação de poros
Apresenta boa usinabilidade
Ferro fundido cinzento (GG)
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Ferro f undido cinzento (GG)O f erro f undido cinzento apresenta também
as seguintes propriedades mecânicas:Resiste pouco às solicitações por
choque(f ragilidade)
Baixa resistência à traçãoBoa capacidade de deslizamento
Resistência à compressão elevada
Grande poder de amortecimento interno devibrações mecânicas.
Ferro fundido cinzento (GG)
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Ferro f undido cinzento (GG)
A resistência a compressão e o poder deamortecimento de vibrações tornam o f errof undido cinzento ideal para conf ecção decarcaças de motores e corpos de máquinas.
Ferro f undidoFerro f undido
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nodular (GGG)
Se adicionarmos na hora do vazamento dof erro f undido na panela, ligas de magnésio(níquel-magnésio ou f erro- magnésio) o graf iten
ão se agregará sob af
orma e lamelas e simsob a f orma de glóbulos.
Por essa razão esse f erro f undido é chamado globular ou nodular.
Ferro f undidoFerro f undido
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nodular (GGG)
O graf ite estendo na f orma globularproporciona ao f erro maior resistência à traçãof lexão e alongamento.
Outra característica dof
errof
un
didon
odularé
que ele resiste bem a agentes químicos e ao calor.
Por isso é muito usado em tubos e f ornos deindustrias químicas,em máquinas agrícolas, naconstrução de tratores e automóveis, naconstrução de bombas e turbinas.
Ferro fundido branco ou duro (GH)
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Ferro f undido branco ou duro (GH)
Nesse tipo de f erro f undido o carbono estásempre combinado com o f erro, f ormando umcomponente duro na estrutura, a cementita(Fe3C).
A cementita é f ormada devido a umresf riamento rápido de f erro e devido àinf luência de elementos químicos: um teor de
silício baixo e de manganês elevado.
Ferro fundido branco ou duro (GH)
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Ferro f undido branco ou duro (GH)
Pela escolha adequada da composição
química de f erro f undido e pelo controle davelocidade de resf riamento do metal nomolde, é possível f azer com que uma peça sejade f erro f undido duro e o núcleo de f errof undido cinzento.
Essas características são interessantes páraalguns tipos de peças como, por exemplo, a
roda de trem que deve ter resistência aodesgaste e ao mesmo tempo, resistência aimpactos.
Ferro fundido maleável (GT)
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Ferro f undido maleável (GT)O f erro f undido maleável é obtido a partir
do f erro f undido branco que é submetido amaleabilização (tratamento térmico posteriorà f undição) tornando se assim, bem
tenaz,algo def ormável e f acilidade usinável.Ferro f undido maleável branco
Ferro f undido preto
Ferro f undido maleável branco
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(GTW)
É próprio para f abricação de peças pequenasde pequena espessura e parede .
Essas peças são f undidas em f erro f undidobranco e depois, por longo tratamento térmicode descarbonetação, reduz o teor de carbonoda superf ície da peça de 2 a 4% para 1 a 1,5% (com isso conseguimos um material menosf
rágil)
Ferro fundido preto (GTS)
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Ferro f undido preto (GTS)
Para obtenção de f erro f undido maleável preto,f az-se um tratamento térmico de recozimento no f errof undido branco (800 900ºC durante vários dias) emuma atmosf era neutra, por exemplo, envolvendo apeça em areia.
Nesse caso, a cementita do f erro f undido brancose decompõe em graf ite em f orma de nódulos ef errita.
Esse tipo de tratamento não depende daespessura da parede da peça.
P d f di ã
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Processo de f undição
Para f undir uma peça, primeiroconf ecciona-se um modelo em madeira, açoalumí nio ou plástico, de acordo com osplanos técnicos.
Esse modelo deve ser um pouco maior doque a peça, devido à contração do materialao se solidif icar e esf riar .
Para conf eccionar o modelo, deve-seconsultar a tabela de contração do metal queserá f undido.
Classificação e nomenclatura dos ferros
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f undidos
DIN GG 40
Resistência à tração 400 N/mm²
Ferro f undido cinzentoNorma alemã
ABNT FC 40
Resistência à tração 400 N/mm²
Ferro f undido cinzento
Norma brasileira
Questionário
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1) Onde é f eita a transf ormação do minério emmetal e qual é o produto obtido na 1º f usão?
2) Quais as substâncias que normalmente vêm
agrupadas com os miné
rios def
erro?3) Def ina f erro f undido?
4)Quais são os tipos de f erros f undidos? Citar
as suas propriedades gerais?5) Especif icar os tipos de materiais : FC-40,GG-30,GTS-40,GGG-60.
Metais não ferrosos e suas ligas
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Os metais não f errosos são os materiaismetálicos que não contêm f erro.
Os principais metais não f errosos maisutilizados na industria dos quais podemos
citar:Cobre, Manganês, Chumbo, Magnésio,
Zinco, Antimônio,Estanho e todas as ligas
respectivas, Alumí nio.
Cobre
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É um material metálicon
ãof
erroso, de coravermelhada, encontrado na natureza em f ormamineral, cujo minério que este metal é encontrado chama-se calcopirita ou calcosita.
Bom con
dutor de calor e eletricidade podeser empregado para f abricação de:Cabos elétricos;Peças para transmissão de eletricidade em
geral;Ligas com outros metais.
Calcopirita ou calcosita.
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Chumbo
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Chumbo
É um material metálico não f erroso muitomacio,de cor cinza azulado,cujo minério deorigem é a galena.
Pode ser transf ormado em chapas,f ios e tubos,cujas aplicações podemos citar:
J
un
tasTubosRevestimento de condutores elétricosLigas com outros metais
Galena.
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ZincoÉ t l ã f b
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É um metal não f erroso,branco-azulado,brilhante ao ser f urado e o minério de
origem é a blenda.É resistente aos detergentes e ao
tempo,altera-se com a amônia e escurece emcontato com o ar.
Pode ser utilizado na f abricação de:Calhas e condutores para telhados;Galvanização;
Ligas com outros metais.
Zinco
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Estanho
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Estanho
É um metal não ferroso,brilhante, de corprateada clara e o minério de origem é a
cassiterita.
Tem boa aderência ao aço,cobre e outrosmetais.
Pode ser utilizado em :
Solda (branca)Ligas com outros metais.
Cass ter ta
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Alumínio
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Alumínio
É um material metálico não f erroso muitomacio e leve,de cor branca e o minério que este é encontrado chama-se bauxita.
É muito resistente à corrosão, bom condutor decalor e eletricidade, tem f acilidade de liga a outros
metais, tem pouca resistência dureza e poucopeso, pode ser usinado a grandes velocidades,danif ica-se com f acilidade através de golpes ouf ricção, tem f acilidade de ser usinado, laminadotref ilado, dobrado, etc.
Alumínio
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Alumínio
Pode ser aplicado para f abricação de :Recipientes ;Chapas de revestimento ;Estamparia ;Tubulações, condutores elétricos ;Ligas com outros metais.
Bauxita
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Bauxita
Magnésio
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Magnésio
Flashes brancos e dourados do Mg
Magnésio
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Magnésio
É um material metálico não f erroso,de corbranca.
Não pode ser empregado puro em
con
struções mecân
icas,somen
te em ligas comoutros metais.
Apresenta grande resistência a corrosão.
Antimônio
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Antimônio
É um material não f erroso, de cor cinza,similar ao chumbo. Não pode ser empregadopuro em construção mecânicas, somente emligas com outros metais.
Manganês
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Manganês
É um material metálico não f erroso,de
cor avermelhada.
Não pode ser empregado puro emconstrução mecânicas,somente em ligas com
outros metais.
Ligas de metais não ferrosos
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Ligas de metais não f errosos são aqueles em
cuja composição o f erro não entra comoelemento componente:As ligas de metais não f errosos mais
utilizados na industria são:Latão
Bronz
eAlpacasMetal monelMetal anti-f ricçãoLigas de alumí nio
Ligas de magnésio
Latão
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Latão
É uma liga de cobre e zinco na proporçãomí nima de 50% de cobre.
Pode ser adicionado outros elementos deliga tais como : Sn, Al, Pb, Mn, Ni, etc, para
proporcionar características especif icas deacordo com a necessidade de aplicação.
É um material apropriado para trabalhar aquente, a f rio,ou f undido.
Latão
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Latão
Pode ser utilizado para f abricação de:Material elétrico em geral;Radiadores;Paraf usos
Buchas anti-f ricção;Varetas para soldagem,etc.
Bronze
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É uma liga de cobre e estanho,onde aporcentagem mí nima de cobre é de 60%
Muitas vezes,às ligas de Cu- Sn, sãoadicionados outros elementoscomo:Zn,Pb,Al,Mn,etc., para proporcionarcaracterísticas de deslizamento,boacondutividade elétrica,boa resistência acorrosão e ao desgaste .
Pode ser aplicado na f abricação de:Válvulas de alta pressão;Rodas dentadas ;Paraf usos sem f im;
Buchas an
ti-f
ricção, etc.
Os bronzes classificam-se em:
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Bronze de estanho
Bronze de alumí nio
Bronz
e de man
gan
êsBronze de chumbo
Bronze de zinco
Bronze f ósf oro
Alpacas
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Liga cobre-níquel e liga cobre níquel zinco.As alpacas contêm de 45 a 70% decobre,10 a 30% de níquel e o restante de zinco.
São utilizados para:Conf ecção de peças decorativas, talheres e
utensílios semelhantes;Molas de contato de equipamento elétricos
e telefônicos;Arames de resistores elétricos;
Válvulas hidráulica.
Metal monel Liga de níquel- cobre-ferro manganes
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f erro-manganes
O metal monel contêm68%Ni,29%Cu,2%Fe,1%Mn,pertence à f amília dosbronzes.É dúctil, resiste a altas temperaturas e àcorrosão.
É utiliz
ado para:Conf ecção das pás das turbinas a vapor; Rotoresde bobinas para soluções corrosivas,etc.
Obs. Embora esta liga esteja na classe dos não
f errosos,ela contêm 2%de f erro,mas, o metalpredominante é o níquel.
Metais não ferrosos e suas ligas
M t l ti f i ã
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Metal anti-f ricção
É uma liga metálica constituída deestanho,antimônio e cobre,com a predominânciado estanho,cuja porcentagem varia de 65 a 90%.
Tem boa resistência ao desgaste e bom
coef iciente de deslizamento.Pode ser aplicado para f abricação de
Casquilhos para bielas de motores de combustão
in
tern
a, Buchas para man
cais de desliz
amen
to.
Metais não ferrosos e suas ligas
M t l ti f i ã
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Metal anti-f ricção
A composição dessa liga pode variar segundoa aplicação, utilizando-se em geral, 84%deestanho, 9% de antimônio e 7% de cobre.
As ligas anti-f ricção à base de zinco ou cádmio,
têm grande coef iciente de dilatação e não devemser utilizadas em órgãos de máquinas cujatemperatura ultrapasse a 100ºC.
Metais não ferrosos e suas ligas Ligasde alumínio
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de alumí nio
Quan
do o alumí n
ioé
ligado a outros metais,obtêm-se ligas de alta resistência e dureza,enquanto a maleabilidade e condutibilidadeelétrica diminuem.
As ligas de alumí nio com cobre, zinco,magnésio e silício podem ser submetidas a umtratamento especial de têmpera.
Metais não ferrosos e suas ligas Ligasde alumínio
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de alumí nioEsse processo aumenta a dureza e mais ainda
a resistência a tração (duas vezes)Ligas de laminação: utilizada para f abricação
de peças que resiste à alto esf orço mecânico, comadição de silício apropriada para soldar e polir,contendo alta resistência à corrosão.
Ligas de f undição: utilizada para f abricação decarcaças de motores,engrenagens,peças paraindustria química e aeronáutica. Possui altaresistência à tração.
Metais não ferrosos e suas ligas Ligasd é i
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de magnésio
As ligas de magnésio são obtidas comresistência satisf atória com adição dealumí nio, zinco e silício.
São utilizados para:
Conf ecção de carcaça de motores;
Conf ecção de mecanismos portáteis quedevem ser leves, tais como, serras e
roçadeiras portáteis.
Questionário
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Questionário
1) Comoé
f
eita a design
ação dos metaisn
ãof errosos puros?2) Qual é a origem dos metais não f errosos?3) Como é f eita a designação das ligas não
f errosas?4) Quais as propriedades mais importantes docobre e do alumí nio?
5) Citar algumas aplicações do
alumí nio,magnésio,zinco,cobre e chumbo?6) Quais as propriedades e aplicações do bronze?
Materiais plásticos
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Plásticos são materiais orgânicos, obtidos
através do craqueamento do petróleo, dahulha e do gás natural liquef eito.Os materiais plásticos são tipos de um
vasto grupo de materiais, constituídos
basicamente, ou em sua maior parte dacombinação entre o carbono e o hidrogênio,oxigênio, nitrogênio e outros compostosorgânicos e inorgânicos de origem direta ou
in
direta do petróleo.
Materiais plásticos
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O plástico se transf orma em qualquer tipo deproduto,por ser maleável,versátil,leve e baratoquando comparado à madeira,ao alumí nio,ao cobree ao aço.
Ele pode transf ormar-se em todo tipo de
produto,assumindo as mais diversas f ormas,desdeos mais comuns do dia-a - dia aos projetos maissof isticados,como os plásticos resistentes àtemperatura e altamente impermeáveis à corrosão(termof ixos em geral), criados para resistir àtemperatura das naves espaciais.
Materiais plásticos Obtenção doslá ti
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plásticos
Os produtos básicos dos materiais plásticos sãoas resinas sintéticas, obtidas através de reações
químicas,utilizando os processos de:polimerização, policondensação, poliadição .
TermoplásticosSã i l l
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São as resinas que amolecem com o calor
(superior a 80ºC) e en
durecem com of
rio.As macromoléculas f ormam f ios (linhas) esão ligados somente pelas f orças de adesão ecoesão, chamadas de f orça de Van der Waals,
não existindo, portanto, na polimerizaçãouma reação química.
Durante o aquecimento essas f orçasdiminuem e as macromoléculas tornam-semóveis.
TermoplásticosO plástico então amolece e pode ser
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O plástico então amolece e pode sertransf ormado varias vezes.
Os termoplásticos também podem sersoldados.
Os termoplásticos mais comuns são:Cloreto de polivinila (PVC rígido ou
f lexível) PVC rígido uso: tubos, placas, juntas,discos, etc.
PVC f lexível-uso : mangueiras,f risos,guarnições,revestimento de f ios e cabos
elétricos,botas,soldas de sapato,etc.
Polietileno (alta densidade)
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Polietileno (alta densidade)
Uso: garraf as,recipientes e vasilhas parauso domestico, revestimento de f ios,brinquedos,condutores,etc.
Polietileno (baixa densidade)
Uso: f rascos f lexíveis, saquinhos,
embalagens,f lores artif iciais,etc.
Polipropileno
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Uso: peças de automóveis,
vasilhas,capacetes,brinquedos,etc.Poliestireno
Uso: peças para eletricidade etelecomunicação,brinquedos,pratos,xícaras,garraf as,caixaspara telef one,radio e tv.
Policarbonato
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Policarbonato
Uso : peças para computadores,interruptores automáticos, f otograf ias ,f ilmes, câmaras, carretéis, copos para f iltrossemáf oro, f aroletes traseiros para
carros,capacetes, jarras para água,mamadeiras, etc.
Poliamida (nylon)Uso : carcaças de aparelhos elétricos,
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engrenagens, buchas, pás para
ventiladores, rotores de bombas,paraf usos e porcas, revestimento de cabose f ios, cordas embalagens para produtosalimentícios, etc.
Uso : utensílios domésticosbatedeiras,geladeiras, industria
automobilística, grades,industriaradiofônica : caixa para radio e Tv, filmes;caixas e teclados para máquinas deescrever, calcular, computadores e
brin uedos.
Acrilonitrilo - Butadieno - Estireno
Duroplásticos (termofixos)
Sã i btid li d ã
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São as resinas obtidas por policondensação ou
poliadição e portanto é uma reação irreversível.As macromoléculas são ligadas quimicamente
através de cadeias laterais, f ormando assim,umaestrutura tridimensional dif ícil de romper.
Os duroplásticos não são transf ormáveis apósa primeira f ormação e também não podem sersoldados.
Duroplásticos (termofixos)
O t i l b t d t f li id
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O material bruto pode ter a f orma liquida ou
sólida e é moldado por meio de pressão e calorque são necessários para ocorrer a reação depolicondensação ou poliadição.
As resinas termof ixas mais usadas são:
FenólicaUréica
Melamí nica
EpóxiPoliéster
Aplicações dos termofixos R esina fenólicaBaquelita plugs, tomadas elétricas,
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q p g , ,rádios, tv, caixas para motores pequenos,
aspiradores, baterias, etc.Pertinax copos para bobinas, pranchas,
peças de isolamento elétrico, tabuleiro de
in
strumen
to, etc.Celeron engrenagens, buchas, aletas demáquinas pneumáticas,martelos, etc.
Aplicações dos termofixos R esina uréica
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Baquelite aparelhos elétricos, peças paralâmpadas, coberturas, colas, pranchasisolantes contra o calor e o ruído.
Aplicações dos termofixos R esina epóxi
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Araldite isolação em interruptores,condensadores, conectores e aparelhoselétricos em geral, adesivos para metais,verniz ao f ogo. Misturada com quartzo, talco
graf ite obtemos a resina para f abricação demoldes de f undição, etc.
Aplicações dos termofixos R esina poliéster
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Thermaf low peças de radio e tv, vidraçasde aviação, carrocerias de carro, etc.
Conceitos f undamentais
POLÍMEROS
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Material orgânico (ou inorgânico) de alta
massa molecular (acima de dez mil, podendochegar a dez milhões), cuja estrutura consistena repetição de pequenas unidades (meros).
Podem ser de origem natural,artificial (polímeros naturais modificados) ousintética, constituídos por muitas
macromoléculas.
POLÍMEROS
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POLI = muitas
MEROS = partes, unidades de
repetição
POLÍMEROS = MACROMOLÉCULA
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NEM TODAS AS MACROMOLÉCULAS SÃOPOLÍMEROS
PO ÍM ROS
Na grande maioria dos polímerosindustrializados, o peso molecular se
encontra entre 104 e 106
Nafta
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A primeira etapa do refino do petróleo,
que envolve quatro fases, produz atravésda destilação por pressão atmosférica,além dos combustíveis, a matéria-prima
básica para toda a cadeia de produção dasresinas plásticas.
Nafta, produto incolor extraído do
petróleo e matéria-prima básica para aprodução de plástico
Nafta
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Abreviações de polí meros
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Polímero Sigla
Polietileno PE
Polipropileno PP
Poliestireno PS
Policloreto de vinila PVC
Poli(metacrilato demetila) PMMA
Poli(tereftalato de
etileno)
PET
Elásticos
São plásticos cujas macromoléculas possuem
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São plásticos cujas macromoléculas possuem
poucas pon
tes de redes.O elemento de f ormação das pontes é oenxof re,que também é responsável pelof enômeno da recuperação elástica do material
(vulcanização).Estão neste grupo a borracha natural,a
borracha sintética e a borracha de silicone .
Aplicações de elásticos
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p ç
Borrachan
atural pn
eus,man
gueiras,guarnições, etc.
Butadieno estireno comumentecombinada com a borracha natural e usada nos
mesmos produtos.Borracha de silicone mangueiras,
guarnições, isolantes para f ios, etc. que devemresistir à temperaturas altas.
Questionário
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01 - Descreva a obtenção dos materiaisplásticos .
02 - Quais as vantagens e desvantagens
apresen
tadas pelo plástico em geral ?03 - Quais são as dif erenças f undamentaisentre os termoplásticos e os duroplásticos?
04 - Quais são as aplicações do cloreto de
polivinila (PVC), do polietilino (PE) e dopoliestireno(PS)?
Produção de Minério de ferro
Si t N t Mi é i d lt t
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Sistema Norte Minérios de alto teor
Esse sistema é composto peloComplexoMinerador da Serra dosCarajás, no Par á, e pelo TerminalMar í timo de Ponta da Madeira (TMPM),no Maranhão.A essas atividades está integrado o
transporte de minério através da EFC
(Estrada de Ferro Carajás), atualmenteno âmbito da área de negócio daLogí stica.
Produção de Minério de ferro
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Sistema Sul baixo teor (precisam deconcentração)
O Sistema Sul é composto por quatrocomplexos mineradores: Itabira,
Mariana,Minas Centrais e Minas doOeste.Esses complexos englobam mais de
15 minas, localizadas no QuadriláteroFerr í fero, em Minas Gerais.
Processo de PelotizaçãoPelotas são aglomerados de forma
esférica formados pela pelotização de
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esf érica formados pela pelotização de
minérios finos com o auxí lio de aditivosseguido por um endurecimento a frio ou aquente.
Os aditivos geralmente utilizados são:fundentes (calcário, dolomita),aglomerantes (bentonita, cal hidratada) ecombustí vel sólido (antracito)
Existem basicamente dois tipos depelotas:
PAF: Pelotas para Alto Forno
PR
D: Pelotas paraR
edução Direta
Processo de Pelotização
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Ferro Primário 5mm<Pelotas<18mm
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Ferro Primário 6mm< Minério <40mm
granulado
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Ferro Primário em detalhe
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Processo de
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Pelotização
Processo de Sinterização
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Sinteres são aglomerados de formairregular e esponjosa formados por meio deuma combustão for çada (sinterização) deum combustí vel previamente adicionado à
mistura (finos minério de ferro; fundentes calcário, areia; combustí vel finos decoque; aditivos corretivo decaracter í sticas para aproveitamento de
resí duos de recirculação).
Processo de Sinterização
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Tecnologia criada com o objetivo deaproveitar minérios finos (quantidadecrescente no mundo) e resí duosindustriais.
A sinterização atual visa basicamenteelaborar uma carga de altí ssima qualidadepara o AF.
Máquina de sinterizaçãoSilos de
armazenagemINSUMOSFinos de retorno
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Forno deigniçãoAlimentador
Chaminé
Exaustor Caixa deDespoeiramento
Tambor demistura
A B C D E F
armazenagem Finos de retornoFinos de minério
CoqueCalcárioPó de alto f orno
Fragmentação dobolo de sinter
Peneiramento aquente
Sinter
Peneiramento af rioFinos de retorno
R
esf
riadorrotativo
Processo de
Sinterização
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Sinterização
Forno de ignição e evolução do processo
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Mistura Seca eCalcinada
Zona de
Combustão
Mistura úmida
Camada deForramento
Gás
Forno de
ignição
Succção
Sinter
Ar
Gás
Succção
Antes da queimaAntes da queima Durante a queimaDurante a queima
Forno deignição
Ar
Antes da queimaAntes da queima Durante a queimaDurante a queima
Ferro Primário 5mm<Sinter<50mm
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Alto Forno
Na parte inferior do forno o ar quente
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Na parte inferior do forno o ar quente
(vindo dos regeneradores) é injetadoatravés das ventaneiras.
Em frente as ventaneiras o O2, presente
no ar, reage com o coque formandomonóxido de carbono (CO) que ascendeno forno reduzindo o óxido de ferropresente na carga que desce em contra
corrente.
Alto Forno
O alto forno é um forno de cuba que
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O alto forno é um forno de cuba que
operado em regime de contra corrente.No topo do forno o coque, calcário, e o
material portador de ferro (sinter, pelotas
e minério granulado) são carregado emdiferentes camadas.
A carga sólida, alimentada pelo topo,desce por gravidade reagindo com o gásque sobe.
ALTO FOR NO
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É um processo de redução em fornode cuba para a produção de metal lí quido(gusa) a partir de pelotas, sinter, minériogranulado e coque.
Alto Forno
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Alto Forno
A matéria prima requer de 6 a 8 horas
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A matéria prima requer de 6 a 8 horas
para alcançar o fundo do forno (cadinho) naforma do produto final de metal fundido(gusa) e escória lí quida (mistura de óxidosnão reduzidos).
Estes produtos lí quidos são vazadosem intervalos regulares de tempo.
Alto Forno
Os produtos do alto forno são o gusa
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Os produtos do alto forno são o gusa(que segue para o processo de refino doaço), a escória (matéria-prima para aindústria de cimento), gases de topo ematerial particulado.
Uma vez iniciada a campanha de umalto forno ele ser á operado continuamentede 4 a 10 anos com paradas curtas para
manutenções planejadas.
Minério
Coque
Zona
Granular
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Alto Forno
Zona
de Amolecimento
e Fusão
Zona
de Coque Ativa
Camada
em Amolecimento
e Fusão
Zona
de Com bustão
Cadinho
Zona de
Gotejamento
Zona
de Coque
Estagnado
Alto Forno
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Laminação
Laminação é o processo de def ormação plástica
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de um metal e é f eito f azendo-se passar o metalatravés de rolos, de eixos paralelos que giram emsentido contrário.
É um processo bastante utilizado, pela sua altacapacidade de produção e pelo ótimo controledimensional do produto f inal.
Laminação
Na def ormação do metal entre rolos, o trabalho
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é realizado principalmente pelos altos esf orços decompressão dos rolos contra o material e pelastensões superf iciais de cisalhamento, devido oatrito entre estas partes.
O acabamento a f rio permite qualidadesuperf icial superior, pois está sendo realizado àtemperatura ambiente e não apresenta oxidação.
Laminação
As chapas para indústrias automobilísticas são
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laminadas a quente até próximo da espessura f inale posteriormente a f rio em dois passes naespessura f inal para retirar o óxido da superf ície.
Os cilindros usados são submetidos a jatos degranalha para tornar a superf ície do mesmo f oscaf azendo com que a superf ície da chapa laminada
seja limpa, unif orme e mate (f osca) que é idealpara pintura.
Aplicações:
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Conf ecção de perf is redondos, quadrados,sextavados, cantoneiras, vigas Ï U T,chapas etc, em diversas bitolas.
Lingotamento e Laminação
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Tipos de Conformação
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Laminação
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TREFILAÇÃO
É a operação que consiste em conf ormar o
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metal através do estiramento (aumento docomprimento), em uma f ieira, f orçando apassagem do metal por matrizes com orif ícioscônicos sucessivamente menores até a bitoladesejada.
O processo sempre é realizado a f rio.Comparando os resultados com a Laminação
quente, a Tref ilação apresenta as seguintesvantagens.
TREFILAÇÃOAusência de oxidação:
A té i i T fil ã é
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A matéria-prima para Tref ilação que é umabarra do mesmo tipo de seção do produto f inal é decapada antes de iniciar a Tref ilação.
Ausência de rebarba da Laminação:
Maior precisão e melhor acabamentosuperf icial devido à ausência da oxidação.
Possibilidade de se ter um produto com
camada superf icial endurecida.
TREFILAÇÃOPara isto basta que após ser f eito um último
recozimento sejam feitas algumas passagens
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recozimento, sejam f eitas algumas passagens.
Quando se tem grandes reduções de seção, é necessário o trabalho de recozimentosintermediários, por se tratar de ser um trabalho a
f rio.Em qualquer dos casos, o material é lubrif icado
constantemente por produtos que contém pó de
graf ite e outras substâncias especiais.
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Trefilação
Tipos de Conformação
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Trefilação
EXTRUSÃOConsiste em expulsar o material comprimido
por um êmbolo através de um orifício.
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por um êmbolo, através de um orif ício.
O produto é um perf il que pode ter as maiscomplexas seções, podendo até ser oco.
Geralmente é f eito a altas temperaturas, pois
exige alta plasticidade do material.Ao contrário dos demais processos de
transf ormação mecânica.
Este é f eito em um único passe.
EXTRUSÃOÉ o processo mais versátil na construção de perf is,
principalmente na construção de perfis complicados
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p c pa e te a co st ução de pe s co p cados
como o alumí nio usado na construção civil.O aço é extrudido a quente, porém para f ormar
perf is mais simples como: tubos, válvulas deadmissão, etc.
A Extrusão também pode ser f eita a f rio através degolpeamento instantâneo desf erido ao material quequanto maior sua plasticidade melhor será o resultadodo processo (chumbo, alumí nio, estanho, zinco)
EXTRUSÃOA
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A
s temperaturas para Extrusão a quentevariam em função de cada material, entre eles:
Magnésio 345 a 425ºC
Alumínio 425 a 480ºC
Ligas de Cobre 650 a 900ºC
Aço 1200 a 1315ºC
Tipos de Conformação
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E x t r u s ã oE x t r u s ã o
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As operações de estampagem se subdividem em:
Estam pagem
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1 Cortar2 Dobrar
3 Embutir (repuxar)
Estas operações se f azem em máquinas demovimentos retilí neos alternativos e tambémcom máquinas especiais de movimento rotativo.
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O que ocorre?
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Metal liquido ou f undido é derramadodentro de uma f orma, com a cavidade que sedeseja produzir;
A cavidade nada mais é do que o
negativo da peça;Processo de vazamento de um material na
f ase líquida em um molde.
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Processos Mecanicos
Furação
Para obtenção de f uros geralmente cilí ndricos,f
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em que a peça ou af errame
nta gira segu
ndo umatrajetória retilí nea, coincidente ou paralela ao
eixo principal da máquina.
As várias modalidades de Furacão são:Furacão em cheio, escareamento, escalonada,Furacão de centros e trepanação.
O processo é realizado por intermédio de
f erramentas multicortantes denominadas brocas.
Furação
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