laminado a quente
A laminação a quente é um processo de usinagem que ocorre acima da temperatura de recristalização do material. Após os grãos serem deformados durante o processamento, eles recristalizam, o que mantém uma microestrutura equiaxial e evita o endurecimento do metal. O material de partida geralmente são grandes peças de metal, como produtos de fundição semiacabados, como placas, tarugos e tarugos. Se esses produtos vierem de um lingotamento contínuo em operação, o material geralmente é introduzido diretamente nos laminadores na temperatura adequada. Em operações menores, o material começa à temperatura ambiente e deve ser aquecido. Isso é feito em um poço de imersão em gás ou óleo para peças maiores; para peças menores, é usado aquecimento por indução. À medida que o material é trabalhado, a temperatura deve ser monitorada para garantir que permaneça acima da temperatura de recristalização. Para manter um fator de segurança, é definida uma temperatura de acabamento acima da temperatura de recristalização (entre 50 e 100 °C acima). Se a temperatura cair abaixo deste valor, o material deve ser reaquecido antes de continuar a laminação a quente.[12].
Os metais laminados a quente geralmente têm pouca direcionalidade em suas propriedades mecânicas e não possuem tensões residuais induzidas por deformação. No entanto, em certos casos, as inclusões não metálicas conferem alguma direcionalidade e as peças de trabalho com menos de 20 mm de espessura geralmente apresentam algumas propriedades direcionais. O resfriamento não uniforme induzirá uma grande quantidade de tensões residuais, o que geralmente ocorre em formas que possuem uma seção transversal não uniforme, como vigas I. Embora o produto acabado seja de boa qualidade, a superfície fica coberta de incrustações, que é um óxido que se forma em altas temperaturas. Geralmente é removido por decapagem ou processo de limpeza, que revela a superfície lisa.[13] As tolerâncias dimensionais são normalmente de 2 a 5% das medidas de projeto correspondentes.[14].
O aço-carbono laminado a quente parece ter uma tolerância mais ampla para o nível de carbono incluído do que o aço laminado a frio e, portanto, é mais difícil de usar para um ferreiro. Também para metais semelhantes, os produtos laminados a quente parecem ser mais baratos do que os laminados a frio.[15].
A laminação a quente é usada principalmente para produzir chapas metálicas ou seções transversais simples, como trilhos de trem. Outros usos típicos de metal laminado a quente são:[16].
Laminação e conformação
Os laminadores são frequentemente divididos em seções de desbaste, intermediária e acabamento. Durante a laminação de formas, um tarugo inicial (redondo ou quadrado) com diâmetro de borda geralmente variando de 100 a 140 mm é continuamente deformado para produzir um determinado produto acabado com dimensão e geometria de seção transversal menores. A partir de um determinado tarugo, diferentes sequências podem ser adotadas para produzir um determinado produto final. No entanto, como cada laminador é significativamente caro (até 2 milhões de euros), um requisito típico é reduzir o número de passagens de laminação. Diferentes abordagens têm sido utilizadas para otimizar o processo, incluindo conhecimento empírico, uso de modelos numéricos e técnicas de inteligência artificial. Lambiase e seus colaboradores[17][18] validaram um modelo de elementos finitos (FE) para prever a forma final de uma barra laminada ao mudar de uma seção redonda para uma seção plana.
Uma das principais preocupações ao projetar laminadores é reduzir o número de passes. Uma possível solução para tais requisitos é o passe em fenda, também chamado de passe dividido, que divide uma barra de entrada em duas ou mais subpartes, aumentando virtualmente a taxa de redução da seção transversal por passe, conforme relatado por Lambiase.[19] Outra solução para reduzir o número de passes em laminadores é a utilização de sistemas automatizados como o proposto por Lambiase e Langella.[20] Posteriormente, Lambiase desenvolveu ainda um sistema automatizado baseado em inteligência artificial e particularmente um sistema integrado que inclui um motor inferencial baseado em Algoritmos Genéticos, um banco de dados de conhecimento baseado em uma Rede Neural Artificial treinada por um modelo paramétrico de elementos finitos para otimizar e projetar automaticamente laminadores.
laminado a frio
A laminação a frio é realizada com o metal abaixo de sua temperatura de recristalização (geralmente em temperatura ambiente), aumentando sua resistência por meio do endurecimento por deformação em até 20%. Também melhora o acabamento superficial e mantém as tolerâncias mais restritas. Os produtos comumente laminados a frio incluem folhas, tiras, barras e vergalhões; produtos que geralmente são menores que os mesmos produtos laminados a quente. Devido ao tamanho menor das peças de trabalho e sua maior resistência em comparação com o material laminado a quente, são usadas máquinas de laminação de quatro ou quatro estágios.[2] A laminação a frio não pode reduzir a espessura de uma peça de trabalho tanto quanto a laminação a quente em uma única passagem.
As chapas e tiras laminadas a frio são fornecidas em diversas formas: "totalmente endurecidas", "semi endurecidas", "quarto endurecidas" e "laminadas rasas". O laminado completo reduz a espessura em 50%, enquanto os demais envolvem uma redução menor. O aço laminado a frio é recozido para induzir sua ductilidade, que é simplesmente conhecido como "recozimento fechado laminado a frio". A laminação superficial envolve a menor quantidade de redução, 0,5 a 1%. É utilizado para produzir uma superfície lisa, espessura uniforme e reduzir o fenômeno de fluência, evitando a formação de bandas de Lüders no processamento posterior, bloqueando deslocamentos na superfície. Para evitar a formação de bandas de Lüders, é necessário criar uma densidade substancial de discordâncias não fixadas na matriz de ferrite. Também é utilizado para remover rugosidade em aço galvanizado. O material laminado superficial é geralmente usado em processos subsequentes de trabalho a frio, quando é necessária boa ductilidade.
Outras formas podem ser laminadas a frio se a seção transversal for relativamente uniforme e a dimensão transversal for relativamente pequena. As formas de laminação a frio requerem uma série de diferentes operações de conformação, para as quais geralmente estão disponíveis linhas de dimensionamento, decomposição, desbaste, semi-desbaste, semi-acabamento e acabamento.
Se for para ser trabalhado manualmente, aços mais macios e consistentes com níveis mais baixos de carbono encapsulado são os mais fáceis de processar, mas ao custo de um custo mais elevado.[22].
Os usos típicos do aço laminado a frio incluem móveis de metal, escrivaninhas, arquivos, mesas, cadeiras, escapamentos de motocicletas, gabinetes e gabinetes de computadores, eletrodomésticos e componentes, estantes, luminárias, dobradiças, tubos, tambores de aço, cortadores de grama, gabinetes de equipamentos eletrônicos, aquecedores de água, recipientes de metal, pás de ventiladores, panelas, kits de montagem em parede e teto e uma ampla variedade de produtos relacionados. construção.[23].