LAMINAÇÃO

PRODUÇÃO

ACABAMENTO

O que é LAMINAÇÃO

É o processo de conformação mecânica que consiste em modificar a seção transversal de um metal na forma de barra, lingote, placa, fio, ou tira, etc., pela passagem entre dois cilindros com geratriz retilínea (laminação de produtos planos) ou contendo canais entalhados de forma mais ou menos complexa (laminação de produtos não planos), sendo que a distancia entre os dois cilindros deve ser menor que a espessura inicial da peça metálica.

PLACA

Ao passar entre os cilindros, o material sofre deformação plástica. Por causa disso, ele tem uma redução da espessura e um aumento na largura e no comprimento. Como a largura é limitada pelo tamanho dos cilindros, o aumento do comprimento é sempre maior do que o da largura.

PROCESSO

CHAPA PRONTA PARA LAMINAÇÃO

TIPOS DE LAMINAÇÃOA laminação pode ser feita a quente ou a frio:

Esta é feita a quente quando o material a ser conformado é difícil de laminar a frio ou quando necessita de grandes reduções de espessura. Assim, o aço, quando necessita de grandes reduções, é sempre laminado a quente porque, quando aquecido, sua estrutura cristalina apresenta a configuração CFC que se presta melhor à laminação, pois nesse tipo de estrutura, as forças de coesão são menores, o que facilita a deformação.

LAMINAÇÃO A FRIOA laminação a frio se aplica a metais de

fácil conformação em temperatura ambiente, o que é mais econômico. É o caso do cobre, do alumínio e de algumas de suas ligas.

A laminação a frio também pode ser feita mesmo em metais cuja resistência à deformação é maior. São passes rápidos e brandos cuja finalidade é obter maior precisão nas dimensões das chapas.

FORÇA NA LAMINAÇÃO

A pressão dos rolos durante a laminação varia ao longo do arco de contato cilindro/peça a figura mostra este fato.

Figura: Distribuição dapressão dos rolos ao longo doarco de contato

FORÇA NA LAMINAÇÃO

• O cálculo exato das forças de laminação é relativamente complexo, por isto são desenvolvidos alguns modelo simplificados para o cálculo da carga de laminação.Um destes modelos apresentado por DIETER (1976), calcula a carga média de deformação e segundo este autor, o valor seria:

FORÇA NA LAMINAÇÃO

μ = coeficiente de atrito entre os rolos ea peçal = comprimento do arco de contato projetado no eixo da peça [mm]h = espessura média entre entrada e saída dos rolos [mm]b = largura da placa [mm]R = raio dos rolos [mm]Δh = redução de espessura da peça [mm]

FORÇA NA LAMINAÇÃO

Da análise desta fórmula pode-se concluir duas coisas:

• a carga de laminação cresce com o diâmetro do rolo• a carga de laminação cresce com a diminuição da

chapaUm outro fator que afeta a carga de laminação

é a existência de uma força fornecida por um tracionador ou “empurrador” externo a cadeira de laminação. A existência desta força suplementar, diminui a carga de laminação.

CLASSIFICAÇÃO DE PRODUTOS LAMINADOS SEGUNDO ABNT NBR 6215

Primeira classificação: planos e não-planos:• Planos : cuja forma da seção transversal é retangular, sendo que a largura do produto é várias vezes maior do que a sua espessura;

• Produtos não-planos : formas em geral complexas e variadas. É o caso de perfis tais como H I, U, trilhos ...

Segunda classificação: acabados e semi –acabados:PRODUTOS SEMI-ACABADOS

• Blocos : área da seção transversal > 22.500 mm2 e relação altura / espessura < ou = 2

• Tarugo : área da seção transversal < ou = 22.500 mm2 e relação altura / espessura < ou = 2

• Placa : espessura > 80 mm e largura/espessura > 4

PRODUTOS ACABADOS• Bobinas : possuem largura mínima ~ 500 mm;• Bobina fina a quente : espessuras entre 1,20 -

5,00 mm e largura > 500 mm;• Bobina grossa : espessura > 5,0 e < ou = 12,7

mm e largura > 500 mm;• Bobina fina a frio : espessuras entre 1,38 -

3,00 mm e largura > 500 mm;• Chapas : planos com espessura mínima ~ 0,38

mm e largura mínima ~ 500 mm;

• Chapas grossas : espessura > 5,0 e largura > 500 mm obtida por laminação a quente com espessuras máximas 152 mm (laminador reversível) e 12,7 mm (contínuo);

• Chapas finas a quente : espessuras entre 1,20 - 5,00 mm e largura > 500 mm;

• Folhas : espessuras < 0,38 e largura mínima 500 mm.

LAMINADORES

Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos), mancais, uma carcaça chamada de gaiola ou quadro para fixar estas partes e um motor para fornecer potência aos cilindros e controlar a velocidade de rotação. As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingir milhares de toneladas, portanto é necessária uma construção bastante rígida, além de motores muito potentes para fornecer a potência necessária.

DESENHO ESQUEMÁTICO LAMINADOR

LAMINADORES

LAMINADORESUtilizam-se variadas disposições de cilindros

na laminação, o mais simples é constituído por dois cilindros de eixo horizontais, colocados verticalmente um sobre o outro.

A medida que se laminam materiais cada vez mais finos, deve-se utilizar cilindros de pequeno diâmetro. Estes cilindros podem fletir, e devem ser apoiados por cilindros de encosto. Quando os cilindros de trabalho são muito finos,estes devem ser apoiados em ambas as direções; um laminador que permite estes apoios é o Sendzimir.

LAMINADORES

CARACTERISTICAS DO LAMINADOR

Os cilindros de laminação são de aço fundido ou forjado, ou de ferro fundido, coquilhados ou não; compõem-se de três partes: a mesa, onde se realiza a laminação, e pode ser lisa ou com canais; os pescoços, onde se encaixam os mancais; os trevos ou garfos de acionamento. Os cilindros são aquecidos pelo material laminado a quente e é de grande importância um resfriamento adequado deles, usualmente através de jatos de água.

ROLOS DE LAMINAÇÃO

QUADROS

• Os quadros são construídos de aço ou ferro fundido e podem ser do tipo aberto ou fechado.

O quadro fechado é constituído por uma peça inteiriça e os cilindros devem ser colocados ou retirados por um movimento paralelo ao seu eixo.No quadro aberto a parte superior é removível e denomina-se chapéu; neste caso, os cilindros são retirados por um movimento vertical, após a remoção do chapéu. O quadro fechado é mais resistente que o aberto, mas apresenta maiores problemas para troca de cilindros.

QUADRO

QUADROS

LAMINAÇÃO

DE PERFIL“U” e “L”

ETAPAS DE LAMINAÇÃO

ETAPAS DE LAMINAÇÃO

Características dos produtos laminados

As formas dos produtos laminados são muito simples: barras, perfis, chapas.

O comprimento é sempre muito maior que sua largura e, na maioria dos casos, as espessuras também são reduzidas.

DEFEITOS DE LAMINADOS• Vazios - podem ter origem nos rechupes ou nos gases

retidos durante a solidificação do lingote. Eles causam tanto defeitos de superfície quanto enfraquecimento da resistência mecânica do produto.

• Gotas frias - são respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteira durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no material até o produto acabado na forma de defeitos na superfície.

• Trincas - aparecem no próprio lingote ou durante as operações de redução que acontecem em temperaturas inadequadas.

• Dobras - são provenientes de reduções excessivas em que um excesso de massa metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe seguinte.

• Inclusões - são partículas resultantes da combinação de elementos presentes na composição química do lingote, ou do desgaste de refratários e cuja presença pode tanto fragilizar o material durante a laminação, quanto causar defeitos na superfície.

• Segregações - acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes mais quentes do lingote, as últimas a se solidificarem. Elas podem acarretar heterogeneidades nas propriedades como também fragilização e enfraquecimento de seções dos produtos laminados.