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Processos de forjamento: matriz aberta, matriz fechada, anel laminado, a frio e recalque
Peso, formato e quantidade anual da peça definem o processo, e o processo define quais fornecedores podem cotar. Use esta página para afunilar e depois envie o desenho, e nós conectamos os fornecedores.
Comparação entre processos
As faixas são típicas, não limites. Cada fornecedor cobre apenas uma parte de cada faixa.
| Processo | O que produz | Tamanho típico | Tolerância típica | Custo de ferramental | Quantidade adequada |
|---|---|---|---|---|---|
| Matriz aberta | Eixos, blocos, discos, buchas e barras escalonadas, conformados entre matrizes planas ou simples. | De cerca de 5 kg a mais de 50 t | Sobremetal de usinagem de alguns mm por lado | Baixo. Matrizes planas e em V padrão | 1 a algumas centenas |
| Matriz fechada | Formas próximas da final, como bielas, flanges, blanks de engrenagem, garfos e alavancas. O metal preenche uma cavidade usinada nas matrizes. | De cerca de 0.1 a 250 kg | Cerca de ±0.5 a ±1.5 mm, mais 3 a 7° de ângulo de saída | Alto. Um jogo de matrizes por código de peça | De algumas centenas a centenas de milhares |
| Anel laminado sem costura | Anéis, pistas de rolamento, rolamentos de giro e blanks de flange. Um blank furado é laminado até a medida. | DE de cerca de 100 mm a vários metros | Sobremetal de usinagem de alguns mm | Baixo. Rolos em geral padronizados | 1 a milhares |
| Forjamento a frio e a morno | Peças redondas pequenas, como eixos, fixadores, peças estriadas e blanks de engrenagem, conformadas à temperatura ambiente ou próxima dela. | De alguns gramas a alguns kg | Cerca de ±0.05 a ±0.25 mm | Alto. Ferramental de várias estações | Dezenas de milhares ou mais |
Forjamento em matriz aberta
O metal é prensado ou martelado entre matrizes planas ou de formato simples e girado entre os golpes. O operador dá forma à peça passo a passo, então nenhuma matriz é usinada para o código da peça.
- Ideal paraEixos, blocos, discos, buchas e barras escalonadas. Peças únicas e de baixo volume, e peças grandes demais para qualquer matriz fechada.
- Tamanho típicoDe cerca de 5 kg a mais de 50 t.
- TolerânciaSobremetal de usinagem de alguns mm por lado em peças pequenas, mais em peças grandes.
- FerramentalMatrizes planas e em V padrão. O prazo depende do material e do tempo de forno, não do ferramental.
- AtençãoO formato forjado é bruto, então espere mais usinagem do que em matriz fechada. Para eixos grandes e peças de pressão, peça a razão de forjamento.
- Informe na RFQDimensões acabadas ou usinadas em desbaste, liga, tratamento térmico, peso como forjado, quantidade e requisitos de ensaio.
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Forjamento em matriz fechada
Um tarugo aquecido é prensado ou martelado em uma cavidade usinada em duas matrizes. O metal preenche a cavidade e o excesso escapa como rebarba, que é cortada depois.
- Ideal paraBielas, flanges, blanks de engrenagem, garfos, alavancas e corpos de válvula, de algumas centenas a centenas de milhares por ano.
- Tamanho típicoDe cerca de 0.1 a 250 kg.
- TolerânciaCerca de ±0.5 a ±1.5 mm, mais 3 a 7° de ângulo de saída.
- FerramentalUm jogo de matrizes por código de peça. É pago uma vez e o custo depende do tamanho e da complexidade da peça.
- AtençãoCusto e prazo das matrizes. Abaixo de algumas centenas de peças por ano, matriz aberta ou usinagem a partir de barra pode custar menos. Rebarba e cortes de ponta costumam acrescentar 20 a 40% ao peso de entrada.
- Informe na RFQDesenho da forma forjada ou da peça acabada, peso, quantidade anual, liga e quem paga e é dono das matrizes.
Forjamento de anéis laminados sem costura
Um disco furado é aquecido e comprimido entre um mandril rotativo e um rolo de acionamento. A parede fica mais fina e o diâmetro cresce. Rolos perfilados fazem anéis com perfil.
- Ideal paraPistas de rolamento, rolamentos de giro, blanks de flange e coroas de engrenagem, além de anéis para turbinas e vasos de pressão.
- Tamanho típicoDiâmetro externo de cerca de 100 mm a vários metros.
- TolerânciaSobremetal de usinagem de alguns mm.
- FerramentalEm geral rolos padronizados. Anéis com perfil podem exigir rolos perfilados.
- AtençãoSem costura significa sem solda, e as fibras seguem o contorno do anel. Cada laminador tem seus próprios limites de diâmetro, altura e parede, então confira DE, DI e altura com a faixa do fornecedor.
- Informe na RFQDE, DI e altura como forjado ou acabado, perfil se houver, liga, tratamento térmico e ensaios.
Forjamento a frio e a morno
O forjamento a frio conforma o metal à temperatura ambiente. O forjamento a morno o aquece a algumas centenas de graus, ainda abaixo da faixa do forjamento a quente. Ambos usam ferramental de várias estações e operam em alto volume.
- Ideal paraFixadores, eixos pequenos, peças estriadas, soquetes e blanks de engrenagem. Formas simples, em geral redondas.
- Tamanho típicoDe alguns gramas a alguns kg.
- TolerânciaCerca de ±0.05 a ±0.25 mm, com superfície limpa.
- FerramentalCusto alto. Matrizes de várias estações para cada código de peça.
- AtençãoAs cargas elevadas de conformação limitam o processo a ligas conformáveis, como aço de baixo e médio carbono, alumínio e alguns graus de inox. Abaixo de dezenas de milhares por ano o ferramental raramente se paga.
- Informe na RFQDesenho, liga, quantidade anual, tolerância nos diâmetros críticos e qualquer tratamento térmico.
Recalque
A ponta de uma barra aquecida é presa e empurrada ao longo do eixo, de modo que a ponta fica mais curta e mais grossa. Forma cabeças e flanges em peças longas e esbeltas.
- Ideal paraCabeças de parafuso, eixos com flange ou colar, hastes de válvula e pontas de eixo.
- Tamanho típicoDepende da recalcadora. Peça a cada fornecedor a sua faixa de diâmetro de barra.
- TolerânciaSemelhante à matriz fechada na seção recalcada. A seção da barra mantém a tolerância do material de partida.
- FerramentalMatrizes de fixação e ferramentas de recalque para cada peça.
- AtençãoO comprimento livre da barra em relação ao diâmetro limita quanto pode ser recalcado em um único golpe, então uma cabeça longa pode exigir várias etapas.
- Informe na RFQDiâmetro da barra, tamanho da cabeça ou do flange, comprimento total, liga e quantidade.
Como escolher um processo
Parta do formato e da quantidade anual. São regras práticas. Os casos limítrofes são comuns, e por isso os fornecedores leem o desenho antes de cotar.
- Formato de anel, qualquer tamanhoAnel laminado sem costura. Um anel cortado de chapa ou de barra desperdiça material e corta as fibras.
- Peça redonda pequena, dezenas de milhares por anoForjamento a frio ou a morno. Tolerância apertada e pouca usinagem pagam o ferramental.
- Peça longa e esbelta com cabeça ou flangeRecalque, que forma a cabeça a partir da ponta da barra.
- Até cerca de 250 kg, algumas centenas de peças por ano ou maisMatriz fechada. Formato próximo do final e um jogo de matrizes diluído ao longo do lote.
- Peça única, muito grande ou abaixo de algumas centenas por anoMatriz aberta. Sem matriz específica da peça e com maior sobremetal de usinagem.
Perguntas sobre processos de forjamento
Como saber qual processo de forjamento a minha peça precisa?
Peso, formato e quantidade anual decidem. Anéis vão para a laminação de anéis, e peças redondas pequenas na casa das dezenas de milhares vão para o forjamento a frio ou a morno. Peças de porte médio, a partir de algumas centenas, vão para matriz fechada, e peças únicas ou muito grandes vão para matriz aberta. Se tiver dúvida, escolha "Não tenho certeza" no formulário da RFQ e envie um desenho.
Um mesmo fornecedor faz mais de um processo?
Algumas forjarias operam dois ou mais, por exemplo matriz fechada com matriz aberta ou matriz aberta com laminação de anéis. Poucas operam todos. Buscamos pelo processo que a sua peça exige, então você não precisa saber quem faz o quê.
Forjar é sempre melhor do que usinar a partir de barra?
Não. O forjamento compensa quando a peça sofre carga de fadiga ou de impacto, quando a maior parte da barra viraria cavaco ou quando o volume paga o ferramental. Para poucas peças de formato simples, cortar da barra costuma ser mais barato.
Qual é a diferença entre forjamento a quente, a morno e a frio?
O forjamento a quente aquece o aço a cerca de 1100 a 1250 °C. O forjamento a morno trabalha a algumas centenas de graus e o forjamento a frio, à temperatura ambiente. Quanto mais quente, maiores as peças e mais sobremetal para usinar. Quanto mais frio, menor a tolerância e melhor a superfície, mas as peças são menores e o ferramental custa mais.
Não sabe qual processo a sua peça exige?
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