Prática Técnico Profissional Fundição e Forja
Existem diversos trabalhos na literatura que tentam caracterizar e modelar o desgaste no
forjamento a quente. A equação geralmente utilizada na análise do desgaste é a de Archard
(KANG et al, 1999) que vem sendo utilizada em grande número de pesquisas:
W k
Pi .Vi dt
Hi
Onde:
W- é o volume de material removido por desgaste;
Pi - é a pressão normal aplicada na matriz;
Vi - é a velocidade de deslizamento;
H - é a dureza superficial e
K - é o coeficiente de desgaste , que depende de vários factores.
Para KANG et al (1999), estas pesquisas têm limitações: geralmente a dureza da matriz é
considerada como função da temperatura no modelo de Archard. Entretanto, a dureza é função
não apenas da temperatura, mas também do tempo de operação, visto que ela decresce com o
aumento do número de operações.
a) Fadiga Térmica
Fadiga térmica ocorre devido à distribuição não uniforme de temperatura entre a superfície da
matriz e o seu interior. Os processos de forjamento a quente e a morno possuem ciclos típicos
que levam ao aquecimento e resfriamento da matriz. O tarugo a temperatura elevada é
comprimido entre as cavidades da matriz levando a um aumento drástico de temperatura na
superfície desta, que sofre uma expansão superficial. Ao mesmo tempo, a menor temperatura do
seu interior restringe a expansão, gerando tensões de compressão. Depois de forjada, a peça é
ejectada e a matriz é lubrificada. Durante a lubrificação ou resfriamento, o processo é revertido
dando origem a tensões de tracção. Quando a tensão resultante na superfície excede o limite de
escoamento do material, ocorre deformação plástica nas camadas superficiais. Ciclos repetitivos
resultarão em nucleação e subsequente crescimento de trincas térmicas, dando origem à fadiga
térmica (BABU et al, 1999).
Os principais factores que afectam a fadiga térmica são: temperatura de forjamento, taxa de
aquecimento-resfriamento, histórico tempo-temperatura, resistência a quente, resistência da
matriz ao revenimento, ductilidade e dureza inicial da matriz, tenacidade, limpidez e
homogeneidade do aço ferramenta e seu tratamento térmico. A temperatura é o parâmetro de
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