Um dos usos mais corriqueiros da trefilação é a produção de arames de aço. Por esta razão especificam-se abaixo algumas das principais características deste processo.
Etapas do processo
Os passos a percorrer são discriminados no esquema abaixo. Observe que a trefilação propriamente dita é precedida por várias etapas preparatórias que eliminam todas as impurezas superficiais, por meios físicos e químicos.
- Matéria-prima: fio-máquina (vergalhão laminado a quente)
- Descarepação: - Mecânica (descascamento): dobramento e escovamento.
Química (decapagem): com HCl ou H2S04 diluídos.
- Lavagem: em água corrente
- Recobrimento: comumente por imersão em leite de cal Ca(OH)2 a 100°C a fim de neutralizar resíduos de ácido, proteger a superfície do arame, e servir de suporte para o lubrificante de trefilação.
- Secagem (em estufa) - Também remove H2 dissolvido na superfície do material.
- Trefilação - Primeiros passes a seco.Eventualmente: recobrimento com Cu ou Sn e trefilação a úmido.
Tratamentos térmicos dos arames
Depois da trefilação os arames são submetidos a tratamentos térmicos para alívio de tensões e/ou obtenção de propriedades mecânicas desejadas.
Abaixo, os principais tratamentos utilizados
Recozimento
- Indicação: principalmente para arames de baixo carbono
- Tipo: subcritico, entre 550 a 650°C
- Objetivo: remover efeitos do encruamento.
Patenteamento:
- Indicação:aços de médio a alto carbono (C> 0,25 %)
- Tipo: aquecimento acima da temperatura crítica (região g) seguido de resfriamento controlado, ao ar ou em banho de chumbo mantido entre 450 e 550°C.
- Objetivo: obter uma melhor combinação de resistência e ductilidade que a estrutura resultante (perlita fina ou bainita) fornece.
Análise da trefilação de arames
Carga de trefilação
Para cada passe de trefilação, a carga necessária pode ser estimada pela seguinte expressão:
OBSERVAÇÕES:
1- Em trefiladoras múltiplas o arame pode ficar sujeito a uma pequena tração à ré a partir da segunda trefila; com isto a tensão de trefilação st aumenta, mas a pressão na interface da matriz com o metal cai, diminuindo o desgaste da fieira:
2 - Para cada redução dada existe um valor ótimo do ângulo de trefilação,a*, que é aquele que minimiza a carga e conseqüentemente o trabalho total de trefilação, Wt.
Modos especiais de deformação na trefilação
a - Se o ângulo de abordagem da trefila é superior a um certo valor crítico acr1 ocorre um cisalhamento interno no material, separando-se uma zona que adere fieira e forma uma falsa matriz (ZONA MORTA) através da qual prossegue a trefilação.Tem-se que:
b - Se o ângulo de abordagem excede um outro valor crítico:
a zona morta formada não adere à fieira e sim desliza para trás (DESCASCAMENTO): a camada superficial da peça se destaca e o núcleo da mesma deixa de se deformar, atravessando a trefila com velocidade de saída igual à de entrada.
Veja na figura as condições de fluxo em relação aos ângulos críticos.
