Conceitos de Processo Metalúrgico

Conceitos de Processo Metalúrgico

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MARCELO RUIZ MARTINS - RA: 30026294

Professor: Claudenir Tersetti

Santo André 2012

1. Apresentação 3 2. Objetivo 3 3. Brainstorming 3 4. Descrição do grupo 4 5. Conceitos de processo metalúrgicos 5 5.1 Classificação dos materiais 5 5.2 Materiais metálicos 5 5.3 Materiais poliméricos (plástico) 5 5.4 Materiais cerâmicos 6 5.5 Materiais compósitos 6 6. Conformação dos Metais 7 7. Solidificação de um metal 8 8. Fundição 8 9. Forjamento 9 10. Laminação 10 1. Extrusão 10 12. Trefilação 1 13. Estampagem 12 14. Soldagem 12 15. Sinterização 13 16. Tratamento Térmico 14 17. Tratamento de Superfície 15 18. Empresa 16 19. Informações do setor de objeto de estudo 21 20. Máquinas e equipamentos de processo 2 21. Fluxograma resumido do processo de fabricação do produto 24 2. Bibliografia 25

1. APRESENTAÇÃO

O desenvolvimento desse trabalho serve como aplicação dos conhecimentos, competências e habilidades, adquiridos em sala de aula, da disciplina de Processos Metalúrgicos.

2. OBJETIVO

O objetivo deste trabalho disponibilizar aos discentes um complemento na aprendizagem dos conceitos, fundamentos e modelos de processos metalúrgicos, bem como, fornecer base teórica e prática de uma abordagem moderna desses processos, preparando os alunos para a correta abordagem e tomada de decisões referentes aos principais passos envolvidos nos processos industriais e contribuir com a introdução dos conceitos básicos a respeito do funcionamento das indústrias, fluxogramas industriais, materiais, layout, entre outros, capacitando-os tecnicamente, preparando-os profissionalmente, e incentivando-os na aplicação das metodologias e ferramentas de gestão industrial.

3. BRAINSTORMING

Foi decidido pelo grupo que o trabalho seria realizado conforme informações: Empresa: Eluma Ramo de atividade: Produtora Integrada de Cobre Refinado Setor: Indústria Produtos: Perfis de cobre

4. DESCRIÇÃO DO GRUPO

Beatriz de Macedo Lima, trabalha na empresa Ford Motor Company, atua no cargo Function Led Analyst (Powertrain Controls, Calibrations & NVH Team). É responsável pela implementação do processo global de ED&T nas aplicações da Ford Motor Company Brasil, controla e administra o centro de custo dos programas do time de Powertrain.

Fernando Henrique Lamas de Freitas, trabalha na General Motors do Brasil, atua como Montador de Autos. Atende a linha de montagem (MVA), através de montagem de subconjuntos, seguindo conceitos do GMS.

Marcelo Ruiz Martins, trabalha na German Engenharia - Tecnologia e Gerenciamento de Manutenção Industrial, atua como Inspetor de Ensaios Não-Destrutivos. Inspeciona integridade física de matérias, adequação de equipamentos a NR-13 e elaboração de Memorial de Cálculo conforme código ASME I, ASME XIII, BSP-50, API e AD-MERKBLATER.

Regiane da Paz Moreira, trabalha na Festo Brasil, atua com técnica em mecânica. Desenvolve projetos mecânicos e sistema de comando eletropneumático.

Vitor Hugo Moreira, trabalha na MSA do Brasil, atua como técnico de produto no departamento de engenharia de pesquisa e desenvolvimento. Desenvolve novos produtos, controla documentos e desenvolvimento de fornecedor.

5. CONCEITO PROCESSOS METALÚRGICOS

A metalurgia proporciona importante contribuição às atividades de engenharia devido a utilização de materiais metálicos na construção de equipamento. Neste trabalho compusemos um mosaico de assuntos diversos e estudado em várias disciplinas do curso de engenharia mecânica, de modo a oferecer uma visão global, capaz de proporcionar aos alunos, uma compreensão da natureza, das propriedades, do comportamento mecânico e das transformações que ocorrem nos materiais. Os conhecimentos aqui apresentados são básicos e devem ser aprofundados para um melhor entendimento do assunto.

5.1 CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

Por conveniência, a maioria dos materiais de engenharia é classificada em três lasses principais, quais sejam: materiais metálicos, materiais poliméricos (plásticos) e materiais cerâmicos. Em adição a estes três tipos, um estudo mais abrangente deve incluir um outro tipo, que exibe, atualmente, grande importância tecnológica: os materiais compósitos ou conjugados.

5.2 MATERIAIS METÁLICOS

Os materiais metálicos são substâncias inorgânicas compostas por um ou mais elementos metálicos e podem, também, conter elementos não-metálicos. Exemplos de materiais metálicos: aço, cobre, alumínio, níquel e titânio. Elementos não-metálicos como carbono, nitrogênio e oxigênio podem estar contidos em materiais metálicos. Os metais tem uma estrutura cristalina, na qual os átomos estão arranjados de maneira ordenada. Eles, em geral, são bons condutores térmicos e elétricos. Quase todos os metais são mecanicamente resistentes, dúcteis e muitos mantém esta resistência mesmo em altas temperaturas.

5.3 MATERIAIS POLIMÉRICOS (PLÁSTICOS)

A maioria dos materiais poliméricos consiste de cadeias moleculares orgânicas (carbono) de longa extensão. Estruturalmente, a maioria destes materiais não é cristalina, porém alguns exibem uma mistura de regiões cristalinas e não-cristalinas. A resistência mecânica e ductilidade dos materiais poliméricos variam enormemente. Devido à natureza da estrutura interna, a maioria dos plásticos conduzem eletricidade e calor de maneira extremamente precária. Isto permite que os mesmos sejam freqüentemente utilizados como isolantes, tendo grande importância na confecção de dispositivos e equipamentos eletrônicos. Em geral, os materiais poliméricos têm baixo peso específico e apresentam temperatura de decomposição relativamente baixa.

5.4 MATERIAIS CERÂMICOS

Os cerâmicos são materiais inorgânicos constituídos por elementos metálicos e nãometálicos unidos por meio de ligações químicas. Estes materiais podem ser cristalinos, nãocristalinos ou uma mistura de ambos. A maioria dos cerâmicos apresenta alta dureza e elevada resistência mecânica, mesmo em altas temperaturas. Entretanto, tais materiais são, normalmente, bastante frágeis. Uma gama bastante ampla de novos materiais cerâmicos está sendo desenvolvida, tendo como objetivo diversas aplicações, como é o caso de peças para motores de combustão interna. Neste caso, estes materiais têm a vantagem do baixo peso, resistência e dureza elevadas, ótima resistência ao calor e propriedades isolantes. O fato de ser um bom isolante térmico, bem como ser resistente ao calor, permite que os materiais cerâmicos tenham importante papel na construção de fornos usados na indústria metalúrgica. Uma aplicação recente, que retrata com fidelidade o potencial dos materiais cerâmicos, é o uso dos mesmos na construção do ônibus espacial americano. A estrutura deste veículo é de alumínio revestida por milhares de pastilhas cerâmicas. Estas pastilhas dão proteção térmica ao ônibus durante a subida e por ocasião da reentrada do mesmo na atmosfera.

5.5 MATERIAIS COMPÓSITOS

Os materiais compósitos ou conjugados são combinações de dois ou mais materiais. A maioria destes materiais consiste de um elemento de reforço envolvido por uma matriz, constituída de resina colante, com o objetivo de obter características específicas e propriedades desejadas. Geralmente, os componentes não se dissolvem um no outro e podem ser identificados, fisicamente, por uma interface entre os mesmos, bem definida.

Os materiais compósitos podem ser de vários tipos e os mais comuns são os fibrosos (fibras envolvidas por uma matriz) e os particulados (partículas envolvidas por uma matriz). Existe uma infinidade de tipos de elementos de reforços, bem como matrizes usadas industrialmente. Dois tipos notáveis de materiais compósitos, usados intensamente na indústria, são: fibra de vidro em matriz de epóxi e fibra de carbono também em matriz de epóxi. Um exemplo bastante familiar de material compósito é o concreto armado que, nada mais é, que uma matriz de concreto (cimento, areia e pedra) envolvendo o elemento de reforço, representado por barras de aço. A figura I.1 mostra o uso de materiais conjugados na indústria aeronáutica.

Na tabela 1 são comparadas algumas propriedades dos materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos.

METÁLICOS Dúctil, Resistência Mecânica

Elevada, Condutor Elétrico e Térmico, Dureza Elevada, Opaco

Átomos Metálicos e Não- Metálicos

CERÂMICOS Frágil, Isolante Térmico e

Elétrico, Alta Estabilidade Térmica, Dureza Elevada Transparentes em Alguns Casos

Óxidos, Silicatos, Nitretos,

Aluminatos, etc.

POLIMÉRICO S (Plásticos)

Dúctil, Baixa Resistência

Mecânica, Baixa Dureza, Flexível,

Baixa Estabilidade Térmica, Transparentes em Alguns Casos

Cadeia Molecular Orgânica de Comprimentos Elevados

Neste trabalho daremos ênfase quase que exclusiva para materiais ferrosos, dada sua aplicação.

6. CONFORMAÇÂO PLÁSTICA DOS METAIS

Define-se como processo de conformação plástica de um metal, o processo de modificação da forma do seu corpo para outra forma definida. O processo de conformação pode ser divididos em dois grupos:

• Processos mecânicos: as modificações são provocadas por aplicação de tensões externas, as vezes em alta temperatura, mas sem a liquefação do material

• Processos metalúrgicos: as modificações de formas podem estar relacionadas também as tensões externas, as vezes em alta temperatura, mas com liquefação do material ou com a difusão de partículas metálicas

7. SOLIDIFICAÇÃO DE UM METAL

Metais são constituídos de átomo. A maioria dos metais são sólidos a temperatura ambiente (exceção: Mercúrio). Se aquecermos uma peça de metal dentro de um recipiente, até que ele se funda, verificamos que ele não mais retém seu formato original, em razão dos átomos fundidos se moverem livremente e serem facilmente separados uns dos outros. Se o metal é resfriado, a partir deste estado, ao ser atingida uma temperatura específica, os átomos começarão a se alinhar uns aos outros liberando energia em forma de calor. Esta temperatura é a temperatura de solidificação, na qual ocorre uma série de fatores, os quais devem ser considerados. Durante a solidificação ocorrem descontinuidades, que são elas:

• Contração

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