Estampagem.

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Published on March 18, 2014

Author: jeanpaulomendes

Source: slideshare.net

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Publicação sobre: Estampagem, Injeção, Metais Ferrosos, Metais Não-Ferrosos, Corrosão e Acabamentos em Metais.

Estampagem Estamparia é o processo em que utilizamos várias ferramentas diferentes (repuxar (Fig. 1), estampar (Fig. 2), dobrar (Fig. 3), enrolar (Fig. 4), cortar (Fig. 5)) em uma determinada ordem, para conformar a matéria-prima, promovendo deformações plásticas em uma sucessão de etapas até chegar ao produto final desejado. Fig. 1

Fig .2 Fig. 3

Fig. 4 Fig. 5

Pode ser realizado a quente, onde é possível realizar grandes deformações no metal por estar em um estado mais mole e dúctil, com a desvantagem do metal ficar exposto a oxidação e apresentar um acabamento superficial deficiente. Quando é realizado a frio, ocorre um aumento da resistência e redução da ductilidade devido ao encruamento do metal, sendo necessária uma energia maior do que a necessária no processo a quente para efetuar a mesma conformação. A vantagem do trabalho a frio é justamente o aumento da resistência e a qualidade superficial. E um processo simples e muito difundido. No geral, qualquer peça pode ser feita em uma linha totalmente manual, e um número menor de peças por ferramentas progressivas. Injeção Fundição (Fig. 6) é um processo de fabricação no qual o metal no estado líquido é colocado no interior da cavidade de um molde, que possui a forma desejada. Na injeção, o metal fundido é forçado para dentro de um molde sob pressão, a uma velocidade elevada, e permanece pressionado durante sua solidificação minimizando o surgimento de bolhas de gases no interior da peça. Quando o metal já está sólido, o porta molde é aberto e a peça é ejetada. É um processo simples, que torna possível à fabricação de uma gama de produtos com geometrias complexas e boa qualidade estrutural e superficial. Fig. 6

METAIS FERROSOS Aços AISI/SAE 1010 e Aços AISI/SAE 1020 Metais cujo elemento principal é o Ferro recebem o nome de ligas ferrosas. São as ligas mais produzidas no mundo, devido à existência de grande quantidade de compostos na crosta terrestre que contenham Ferro, processos econômicos e grande versatilidade de utilização. Uma grande desvantagem é de serem suscetíveis à corrosão. Os Aços (Fig. 7) são ligas de Ferro com Carbono, e sua classificação e suas propriedades mecânicas estão diretamente ligadas à porcentagem em massa de Carbono no Ferro. Outros elementos podem ser adicionados para melhoria de propriedades especificas. Fig. 7 O número AISI/SAE {American Iron and Steel Institute / Society of Automotive Engineers) 1010 indica que temos na composição do Aço, sempre considerando porcentagem em massa, 0,100% de Carbono e 0,450% de Manganês. No caso do AISI/SAE 1020 temos 0,200% de Carbono e 0,450% de Manganês. Como limite máximo de impurezas, temos 0,0400% de Fósforo, 0,0500% de Enxofre e 0,300% de Silício para os dois Aços. São Aços com baixo teor de Carbono. Podem ser usinados e soldados, não aceitam tratamentos térmicos, ficando a cargo da deformação a frio promover o aumento da resistência. São relativamente moles, porém com muita tenacidade e ductilidade.

Aços Inoxidáveis AISI 304 Fig. 8 Os Aços Inoxidáveis (Figs. 8 e 9) apresentam o Cromo como principal elemento de liga do Ferro, em uma concentração de no mínimo 11,0% em massa. Com a grande resistência à corrosão, principalmente na atmosfera ambiente, e ligas que proporcionam uma grande variedade de propriedades mecânicas, o Aço Inoxidável tem um local de destaque no comercio mundial de metais. No número AISI (American Iron and Steel Institute) 304 indica que temos na composição do Aço Inoxidável, sempre considerando porcentagem em massa, 19,0% de Cromo, 9,00%) de Níquel, 2,00% de Manganês e 0,0800% de Carbono. Pelas altas concentrações de Cromo, adição de Níquel e microestrutura da liga, quando passivo apresenta uma ótima resistência à corrosão. Já é endurecido, e por não ser tratável termicamente, para aumento de resistência é necessário realizar uma deformação plástica a frio. E uma liga não magnética, e essa característica é uma propriedade adquirida devido sua microestrutura, e que ao sofrer um trabalho a frio pode ocorrer uma alteração dessa microestrutura na região da conformação pelo encruamento do metal, tomando essa região magnética sem alteração da liga ou resistência a corrosão. Fig. 9

METAIS NÃO-FERROSOS Latões C26800 e Latões C27000 O Latão é uma liga de Cobre onde o Zinco é o principal elemento de liga. A porcentagem em massa, pelo sistema UNS [Uniform Numbering System), na liga C26800 é 32,7%) de Zinco e limite máximo de impurezas 0,150% de Chumbo e 0,0500%) de Ferro. Na liga C27000 temos 34,7% de Zinco e limite máximo de impurezas 0,100% de Chumbo e 0,0700% de Ferro. Destacamos que as chapas são da liga C26800 e as barras são da liga C27000. São altamente resistentes à corrosão da atmosfera ambiente, água do mar e ambientes industriais. Suportam grandes deformações plásticas a frio, não aceitam tratamentos térmicos e não são magnéticos.

Zamac ZC5T Características Químicas % Zinco Mín. 94,306 Chumbo Máx. 0,004 Ferro Máx. 0,075 Estanho Máx. 0,002 Cádmio Máx. 0,003 Cobre - 0,75-1,25 Alumínio - 3,9-4,3 Magnésio - 0,03-0,06 0 Fig. 10 Zamac ZC5T É uma liga de Zinco (Fig. 10) tendo como o principal elemento de liga o Alumínio. Com baixa temperatura de fusão, a liga é muito difundida no ramo da fundição. É relativamente mole, aceita facilmente revestimentos metálicos e não é magnético. Seguindo a ASTM {American Societyfor Testing and Materials), norma B240, o código ZC5T apresenta na liga, sempre considerando porcentagem em massa, 4,00% de Alumínio, 1,00% de Cobre e 0,0500% de Magnésio. No caso de impurezas, apresenta como limite máximo 0,00200% de Estanho, 0,00300% de Cádmio, 0,00400% de Chumbo e 0,0750% de Ferro.

É uma liga própria para injeção, devido sua grande fluidez possibilita a fabricação de peças complexas e paredes finas, mantendo propriedades físicas e mecânicas. CORROSÃO A corrosão (Fig. 11) é definida como sendo um ataque eletroquímico destrutivo e não intencional de um metal. Vamos dividir a definição acima em dois termos distintos. Quando ocorre perda de metal por dissolução é chamado de corrosão, e quando a perda for pela incrustação superficial recebe o nome de oxidação. Fig. 11 O ataque eletroquímico é uma reação química, onde ocorre transferência de elétrons entre os elementos envolvidos. A perda de elétrons recebe o nome de oxidação, normalmente ocorrendo no metal, nesse caso denominado ânodo. O recebimento de elétrons recebe o nome de redução, normalmente um elemento da atmosfera ambiente (Hidrogênio, Oxigênio, Água), sendo denominado cátodo. Temos como exemplo a reação de oxidação do ferro (Fig. 12), ocorrendo em duas etapas, tendo como composto resultante a popular 'ferrugem'.

Fig. 12 Os metais são propícios a sofrerem corrosão ou oxidação, porém cada metal tem um grau de facilidade diferente de formar íons. Para exemplificar, apresentamos a série galvânica, que é a reatividade de alguns metais quando imersos em água do mar. A lista está composta dos mais catódicos aos mais anódicos, ou seja, o topo da lista são menos reativos (mais nobres) e o final da lista são mais reativos (menos nobres). Tabela 1 - Série Galvânica. Platina Ouro Grafita Titânio Prata Aço Inoxidável 316 passivo Aço Inoxidável 304 passivo Inconel passivo (80Ni-13Cr-7Fe) Níquel passivo Monel (70Ni-30Cu) Ligas Cobre-Niquel Bronzes (Cobre-Estanho) Cobre Latões (Cobre-Zinco) Cromo

Inconel ativo (80Ni-13Cr-7Fe) Níquel ativo Estanho Chumbo Aço Inoxidável 316 ativo Aço Inoxidável 304 ativo Ferro Fundido Ferro e Aço Ligas de Alumínio Cádmio Alumínio Puro Zinco Magnésio e suas Ligas A Passividade A passividade (Fig. 13) é um fenômeno que, através da oxidação, o metal evita a corrosão. Ou seja, o metal reage com o meio e o produto resultante fica ancorado na superfície do material, formando uma película protetora, que elimina o contato entre os reagentes e extingue as reações químicas de oxidação-redução. Fig. 13 Através da passividade de alguns metais, ficam explicadas algumas duplicidades na série galvânica, e suas classificações em ordens muito distantes. Porém, alguns metais sofrem do processo, mas só consta uma única vez na tabela. Também é importante o conhecimento da corrosão galvânica (Fig. 14), fenômeno onde tanto o cátodo quanto o ânodo são metais, em contato entre si e expostos a um eletrólito que normalmente é a Agua. Aqui seguimos exatamente a ordem de apresentação da série galvânica, o metal mais nobre sofrerá redução e o metal menos nobre sofrerá oxidação.

Fig. 14 Vamos citar primeiramente um exemplo prejudicial, onde uma peça de Latão é fixada por um parafuso de Aço. O Latão vai atuar como cátodo recebendo elétrons do Aço, que por sua vez será corroído, perdendo sua função de fixar a peça. Como exemplo benéfico vamos citar a proteção catódica, com a instalação de uma barra de Zinco no solo, e este ligado a uma grade de Aço. Desta vez o Aço receberá elétrons do Zinco, portanto não irá oxidar e sim reduzir. O papel de ânodo cabe ao Zinco, neste caso chamado de metal de sacrifício, pois será corroído para proteger o Aço. Um caso mais raro de corrosão é a lixívia seletiva, um processo semelhante à corrosão galvânica, com o diferencial de ocorrer entre dois metais componentes de uma mesma liga. O Latão é propenso a esse fenômeno devido o Cobre e o Zinco estarem muito distantes na série galvânica, possibilitando o estabelecimento das reações de oxidação- redução, onde o Cobre é o cátodo e o Zinco o ânodo. A peça fica vermelha devido à perda de Zinco, restando apenas Cobre poroso, comprometendo todas as propriedades mecânicas. Novamente reforçamos que essa remoção preferencial ocorre apenas em atmosferas especificas.

A principal função dos acabamentos superficiais é a proteção da peça contra as reações de oxidação-redução, sendo que 'beleza' é uma consequência do processo escolhido. Quando o acabamento for metal sobre metal, a base deve ser preferencialmente nobre em relação à cobertura, e o nível de proteção melhora quando esse metal de acabamento tiver capacidade de ficar passivo. ACABAMENTOS Zincado a Fogo (Galvanizado a Fogo) (Fig. 15) Como o nome sugere, a peça sofre uma imersão a quente no Zinco, proporcionando uma alta camada sobre a base. Por ser anódico, em caso de exposição do Aço base, ele continua combatendo a corrosão da base através da proteção catódica. Fig. 15 Esse processo apresenta os melhores resultados contra a corrosão, podendo ser seguramente utilizado em ambientes litorâneos, sem condenar o Aço base a perder suas funções.

Zincado Azul, Bicromatizado e Zincado Preto São acabamentos onde ocorre a eletrodeposição do Zinco na peça, em uma camada menor do que a conseguida pelo processo anterior. Eletrodeposição é a migração de partículas carregadas eletricamente do ânodo ao cátodo, através de uma solução aquosa iônica e a passagem de uma corrente elétrica. A coloração é resultado da imersão da peça já zincada em uma solução chamada passivador, cuja principal função é aumentar a resistência à corrosão dessa camada de zinco. O Passivador Branco Trivalente, também conhecido como azul, resulta uma tonalidade entre prata e azul (Fig. 16) e apresenta ótima resistência. O Passivador Amarelo Hexavalente, ou bicromatizado, varia sua coloração entre amarelo e verde (Fig. 17), e resistência superior ao Branco. O Passivador Preto Hexavalente é a base de Prata, proporciona a peça uma tonalidade preta (Fig. 18) e resistência superior ao Amarelo. Como a zinco é anódico, em caso de exposição do Aço base, ele continua combatendo a corrosão através da proteção catódica. Fig. 16

Fig. 17 Fig. 18 Cromado (Fig. 19), Niquelado (Fig. 20) e Latonado (Fig. 21) Como no acabamento anterior, é um processo de eletrodeposição, porém utilizando Cromo, Níquel ou Latão, materiais nobres na série galvânica. São acabamentos que protegem unicamente pelo fenômeno da assividade desses metais, sendo que uma vez danificada essa cobertura, pode ocorrer à corrosão galvânica do Aço base. São acabamentos apenas decorativos, visualmente bonitos, mas pela baixa proteção contra a corrosão do Aço base, não são acabamentos indicados para ambientes agressivos.

Fig. 19 Fig. 20

Fig. 21 Pintura a Pó E um processo de combate a corrosão através de uma barreira física não metálica. Para garantir a adesão do produto, apresentar uma superfície uniforme e não deixar partes expostas é importante que antes da aplicação, efetuar a limpeza da superfície. A pintura a pó utiliza tinta híbrida epóxi-poliéster (Fig. 22), sendo que sua fixação na peça é através de pulverização eletrostática (Fig. 23), através da polarização da tinta e o estabelecimento de uma diferença de potencial entre a tinta e a peça. A cura é realizada em estufa (Fig. 24) ocorrendo uma reação entre os componentes da tinta. Esse processo apresenta boa qualidade de aparência, além da alta resistência mecânica e química. Fig. 22

Fig. 23 Fig. 24

Pintura Cataforética A pintura cataforética (Fig. 25) é diluída em 85% de água e cura em estufa. Também utiliza o princípio de polarização para fixação da tinta na superfície do metal, porém a peça é submersa na tinta, garantindo cobertura em frestas e partes internas. E um processo limpo e ecológico, onde toda a água é reaproveitada na própria linha de pintura, com perda apenas por evaporação. A facilidade de controlar a camada, a alta qualidade no acabamento e a facilidade de aderência tornam a pintura cataforética altamente protetora contra a corrosão. Fig. 25 Fontes de Pesquisa:  http://www1.mercedes-benz.com.br/meio_ambiente/cenpintura.htm , acesso em 17/03/2014;  http://www.preciolandia.com/br/estufa-para-pintura-eletrostatica-fabric-8lh5yt- a.html , acesso em 17/03/2014;  http://www.monarchrenovationinc.com/painting.aspx , acesso em 17/03/2014;  http://www.kmwrs.com.br/blog/?p=28 , acesso em 17/03/2014;  http://www.weg.net/br/Produtos-e-Servicos/Tintas-e-Vernizes/Tintas-em-Po/Hibrido , acesso em 17/03/2014;  http://www.leroymerlin.pt/Site/Produtos/Ferragens/Seguranca/Seguranca-de- portas/10626581.aspx , acesso em 17/03/2014;

 http://www.americanas.com.br/produto/6813108/sax-alto-dolphin-niquelado-izzo , acesso em 17/03/2014;  http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-544020682-moldura-acabamento-cromado- tanque-dafra-kansas-150-original-_JM , acesso em 17/03/2014;  http://www.cromazin.com.br/site/index.php/zincagem-preta/ , acesso em 17/03/2014;  http://www.loth.com.br/produtos/single/83 , acesso em 17/03/2014;  http://www.mixmolas.com.br/molas/molas-de-torcao/molas-de-torcao-com- acabamento-zinco-azul.php , acesso em 17/03/2014;  http://www.eletropoll.com.br/unidades-de-negocios-bandejamento/galvanizacao-a- fogo , acesso em 17/03/2014;  http://www.npnparafusos.com.br/page005.html , acesso em 17/03/2014;  http://www.manutencaoesuprimentos.com.br/metal-mecanica/?pag=8 , acesso em 17/03/2014.

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