O que é forjamento em matriz aberta?

O que é forjamento em matriz aberta?

Forjar é o processo de moldar o metal através da aplicação de força. Isso pode ser feito enquanto o metal está frio ou quente, mas não quando está fundido. O forjamento em matriz aberta é feito pelo impacto de uma matriz em uma peça de trabalho que está apoiada em uma base estável chamada bigorna. Como o processo é análogo ao modo como o metal foi forjado por séculos por ferreiros usando martelo e bigorna, também é chamado de forjamento de ferreiro. É diferente do forjamento em matriz fechada, pois a peça de trabalho não é fechada pelas matrizes e as próprias matrizes são mais como ferramentas com formas e perfis simples, em vez de se assemelharem a moldes fechados.

O forjamento em matriz aberta é uma técnica importante para muitos tipos de fabricação. Ele permite a conformação de desbaste e acabamento de metal, mais comumente aço e ligas de aço. Requer uma matriz que seja aberta nas laterais, permitindo que a peça se mova livremente, no sentido lateral, quando golpeada. Este tipo de desenho também permite forjar peças muito grandes, em alguns casos, pesando muitas toneladas e com grande comprimento e largura. Algumas forjas de matriz aberta podem acomodar peças com peso de até 150 toneladas americanas (136 toneladas métricas) e 80 pés ou mais (24,4 m) de comprimento.

As matrizes usadas no forjamento de matriz aberta são de formato simples e abertas nas laterais para permitir que a peça de trabalho se mova e se estenda além das bordas da matriz e da bigorna abaixo. A matriz é acionada por uma máquina que a faz descer sobre a peça que repousa sobre uma bigorna ou outra matriz aberta. Matrizes abertas são tipicamente planas, mas também podem ser convexas ou côncavas. Matrizes côncavas são usadas para bordar, que molda as bordas de uma peça de trabalho, criando formas de borda definidas. Matrizes convexas são usadas para moldar a peça de trabalho, tornando-a mais fina no ponto de impacto.

O processo de forjamento em matriz aberta serve a muitos propósitos, além de simplesmente moldar o metal. O forjamento do metal alinha e refina o grão do metal, o que aumenta a resistência e também reduz a porosidade, que é a presença de qualquer bolha de ar, mesmo aquelas pequenas demais para serem vistas a olho nu. Também melhora a capacidade do metal de responder à usinagem. Peças de metal forjadas têm maior resistência ao desgaste e outras propriedades mecânicas em relação a peças usinadas ou fundidas semelhantes.

Técnicas avançadas de forjamento em matriz aberta são capazes de produzir formatos complexos, mesmo em peças e produtos grandes, além de formatos mais simples, como barras, lingotes e cilindros. Embora o aço e as ligas relacionadas sejam os objetos mais comuns para forjamento em matriz aberta, outros metais também podem ser moldados dessa maneira, incluindo ligas de cobre, níquel e titânio. A principal desvantagem do forjamento em matriz aberta é que a peça de trabalho deve ser constantemente movida à medida que é trabalhada, exigindo controles mecânicos complexos ou operadores humanos qualificados, enquanto o forjamento em matriz fechada pode ser totalmente automatizado e é um processo muito mais simples.

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