FORJAR VERSUS FUNDIÇÃO

Forjamento

Forjamento é um processo de deformação onde um tarugo ou pré-forma é manipulado (batido, espremido, martelado, etc.) e moldado sob pressão.

Muitos metais podem ser forjados, incluindo aço carbono, aço inoxidável e ligas de aço, embora diferenças na composição e propriedades influenciem o processo de forjamento utilizado. Existem muitos processos de forjamento, incluindo, entre outros, forjamento a quente, forjamento a frio, forjamento a quente, forjamento em matriz de impressão e forjamento por prensa. Você pode ver nossa postagem no blogaquipara aprender mais sobre os vários métodos de forjamento.

Independentemente do método específico utilizado, o forjamento não adiciona ou remove material, de modo que a forma resultante tem o mesmo peso e volume que o tarugo até que a peça seja cortada do prato.

Vantagens de forjamento

Uma das maiores vantagens do forjamento é o seu efeito na estrutura da liga. Todos os metais são compostos de grãos, e a forma como eles se interligam é um fator significativo na sua resistência e ductilidade. Manipulando uma peça bruta de metal por forjamentoestica esses grãos em direções perpendiculares ao local de onde a força é aplicada. Isto aumenta a força, às vezes dramaticamente, do seu estado original.

Um segundo benefício da deformação é uma redução dramática em defeitos internos como porosidade e segmentação da liga.

Outras vantagens do forjamento incluem:

• Velocidade:O forjamento é rápido em comparação com a fundição (especialmente para pedidos de alto volume), mesmo quando as peças brutas precisam de pré-aquecimento.
• Baixa taxa de sucata:Uma vez desenvolvidas as ferramentas, cada peça forjada é idêntica, sem nenhum dos defeitos típicos de uma fundição.
• Propriedades consistentes:As propriedades mecânicas são mais consistentes após o tratamento térmico do que no caso de peças fundidas ou usinadas em tarugos.

Forjando Desafios

Forjar tem suas limitações. Existem duas restrições principais:

• Limites de tamanho: O forjamento possui algumas limitações de peso e comprimento, variando de acordo com o equipamento utilizado durante o processo. Geralmente, o processo de forjamento não pode produzir componentes muito grandes como a fundição.
• Restrições de materiais:Embora a maioria dos metais possa ser forjada, o tipo de processo de aquecimento utilizado para as peças brutas pode impedir o forjamento de algumas ligas.

Fundição

A fundição é onde o metal é derretido, despejado em uma cavidade com o formato do componente final e solidificado. As cavidades podem ser produzidas como moldes descartáveis ​​usados ​​uma vez ou como moldes permanentes. A fundição em areia e a fundição por cera são processos de fundição em moldes descartáveis, enquanto a fundição por gravidade e sob pressão utilizam moldes permanentes. Os moldes exigem canais para o metal fluir para a cavidade da peça e “risers” que atuam como reservatórios à medida que o metal se contrai durante o resfriamento.

As cavidades internas são criadas com núcleos; os núcleos são colocados no molde antes do metal ser vazado. Após a solidificação do metal, a cavidade é quebrada à medida que o componente final é liberado do molde.

Todos os tipos de fundição produzem peças com formato quase final, embora o nível de detalhe reproduzido e a quantidade de metal a ser usinado dependam do processo utilizado. A fundição em areia é a menos precisa, enquanto a fundição de precisão, em particular, é capaz de obter detalhes finos e acabamentos superficiais lisos.

Qualquer metal pode ser fundido, mas a oxidação pode ser um problema. Isto é resolvido através de fusão e vazamento a vácuo, o que aumenta a complexidade do equipamento necessário.

Vantagens de fundição

Os processos de fundição têm muita versatilidade. As principais vantagens são:

• Capacidades materiais:A fundição funciona com todos os tipos de metal, embora alguns necessitem de precauções contra a oxidação.
• Custos mais baixos de ferramentas:Métodos de moldes descartáveis, especialmente fundição em areia, têm baixos custos de ferramentas, tornando-os econômicos para pedidos pequenos.
• Capacidades de tamanho: A fundição pode ser usada para criar peças muito grandes. São possíveis peças fundidas pesando milhares, até dezenas de milhares de libras.
• Pode reproduzir geometrias complexas:A fundição de precisão é particularmente boa nesse aspecto, pois não precisa de ângulos de inclinação.

Desafios de elenco

Existem muitas situações e tipos de peças para as quais a fundição não é ideal.

Questões específicas incluem:

• Prazos de entrega:A fundição tem prazos de entrega mais longos devido à necessidade de produzir e testar ferramentas (especialmente com investimento e fundição em molde permanente).
• Tempos de produção mais longos:O processo é complexo e demorado, especialmente para processos de moldes descartáveis.
• Porosidade:A porosidade é geralmente inevitável em peças fundidas, resultando em defeitos internos que enfraquecem a peça.
• Inclusões e Óxidos:Inclusões e óxidos no metal fundido resultam em defeitos na peça final.
• Encolhimento:O encolhimento durante a solidificação pode causar rachaduras.
• Má utilização de materiais : Normalmente há mais desperdício de material na fundição do que no forjamento. O material do corredor e do riser às vezes pode ser recuperado às custas de aquecimento adicional.

Como escolher o melhor método

A seleção de um processo de conformação de metal requer uma avaliação da aplicação.

1. Que tipo de material é necessário para sua aplicação?
2. Quão complexa é a geometria da peça?
3. Quantos componentes você precisa?
4. Quais propriedades mecânicas são exigidas no componente final?
5. Qual é o seu orçamento?
6. É necessário um acabamento superficial específico?

O forjamento é geralmente mais econômico, menos dispendioso e mais rápido do que a fundição, produz componentes mais resistentes e é ótimo para pedidos de pequenos e grandes volumes. Os forjados são normalmente preferidos para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste ou componentes que devem ter bom desempenho em ambientes estressantes. No entanto, o forjamento pode não ser a melhor opção para componentes extremamente grandes e complexos ou se a aplicação exigir o uso de um material que não possa ser forjado.

As aplicações gerais para peças forjadas incluem componentes automotivos, como bielas e virabrequins, peças de transmissão de energia, como rodas de coroa e pinhões, e peças para aplicações marítimas, de defesa, florestais e de mineração.

Comparativamente, os processos de fundição, especialmente a fundição por cera perdida, são ideais para a produção de peças leves, complexas e de paredes finas com acabamento superficial excepcional e componentes mais pesados, pesando mais de 45 quilos. Mas os defeitos são mais comuns em peças fundidas do que em peças forjadas, e o processo de criação de ferramentas geralmente leva mais tempo para ser concluído.

Os processos de fundição são comumente usados ​​para produzir blocos de motores, pistões, tubos, válvulas e outros componentes para aplicações aeroespaciais, automotivas e industriais.