Os aquecedores por indução estão se tornando populares no setor de manufatura devido à sua eficiência, baixo impacto ambiental e facilidade de uso. Um aquecedor por indução pode executar com segurança vários processos de metalurgia, como fusão, brasagem e recozimento. Um aquecedor por indução é um dispositivo que usa uma corrente alternada para criar um campo magnético. O campo magnético variável induz correntes de Foucault no material condutor, aquecendo-o de acordo com a lei de aquecimento de Joule. O processo de aquecimento por indução transformou várias técnicas de fabricação e aprimorou seu progresso. Um desses processos mecânicos é o processo de forjamento.
O que é forjamento?
O forjamento é um processo de modelagem de metal que utiliza forças de compressão. Essas forças são aplicadas por meio de um martelo, prensa ou matriz. O forjamento é um dos processos mais antigos que os ourives usam para moldar o metal e formar objetos metálicos com a forma e o tamanho desejados. O processo confere várias propriedades mecânicas, como força, resistência à fadiga e resistência ao impacto ao material forjado.
Forjamento a quente e a frio
Uma peça de metal pode ser forjada em dois estados: ou é martelada em sua forma atual ou pré-aquecida acima da temperatura de recristalização. Quando o processo de forjamento é feito em temperatura ambiente sem aquecer o metal, esse processo é chamado de forjamento a frio. Por outro lado, se a peça de trabalho for aquecida até a temperatura de cristalização, isso é forjamento a quente. O forjamento a frio é usado quando se lida com metais relativamente mais macios; ele os torna duros e confere resistência. Em comparação, o forjamento a quente é usado para praticamente qualquer tipo de metal. É mais comum nas indústrias, pois permite uma modelagem mais precisa do metal.
Uso de aquecedor de indução para forjamento de metais
Como mencionado anteriormente, o forjamento a quente requer o aquecimento do metal. A maneira convencional de aquecer metais para forjamento é por meio de um forno que funciona com combustível, como o gás. É um processo de contato, e vários gases são emitidos devido à queima do combustível. A melhor alternativa ao aquecimento em forno é o aquecimento por indução. Para uma aplicação em pequena escala, como a fabricação de facas, você pode usar um aquecedor por indução e, para aplicações em grande escala, pode usar um forno por indução. Você precisará de um suprimento elétrico para aquecer o metal em ambos os casos.
Principais etapas envolvidas no forjamento de metais por aquecimento indutivo
Aqui está uma lista das três principais etapas envolvidas no forjamento por indução de metais.
- Pré-aquecimento com um aquecedor de indução: A primeira etapa é aquecer a peça de trabalho (lingotes) até a temperatura de forjamento com um aquecedor de indução. O lingote é aquecido a uma temperatura cuja forma permanece intacta, mas pode ser alterada pela força.
- Martelamento: Depois que o lingote é aquecido até a temperatura de forjamento, ele é colocado na bigorna. A bigorna é uma superfície plana que é usada para moldar o metal. Em seguida, o metal é martelado e modificado para a forma desejada. Esse processo pode ser feito manualmente ou com uma prensa.
- Resfriamento: depois que o metal é forjado na forma desejada, ele é resfriado. Isso é feito por meio da têmpera ou do resfriamento a ar. A têmpera é um processo de resfriamento rápido do metal em água ou óleo. Isso ajuda a endurecer o metal e evita que ele seja danificado durante o resfriamento. O resfriamento a ar é um processo mais lento, mas não endurece o metal.
Equipamento usado para forjamento por indução
Várias máquinas de forjamento por indução estão disponíveis no mercado de acordo com o tamanho e a aplicação que você precisa. Na FOCO, projetamos dois aquecedores por indução para forjamento: um sistema para aquecimento por indução de barras de aço, ferro e alumínio. E o segundo sistema para aquecimento de tarugos. Algumas das principais especificações de cada máquina são apresentadas a seguir:
Sistema de aquecimento de barras por indução da FOCO
- Usado para forjamento por indução de barras metálicas
- Potência estimada necessária: 25kW a 250kW
- Disponível como sistema automatizado e semiautomatizado
Sistema de aquecimento de tarugos por indução da FOCO
- Usado para forjamento por indução de peças quadradas e redondas
- Estimativa da potência necessária: 160kW a 3000kW
- O tempo de aquecimento é ajustável, e você pode atingir uma temperatura de 1100 °C.
- Disponível como sistema automatizado e semiautomatizado
Vantagens dos aquecedores por indução para aplicações de forjamento
Em comparação com os aquecedores convencionais, os aquecedores por indução têm várias vantagens. Algumas das mais notáveis incluem:
- Os aquecedores por indução têm ciclos de aquecimento rápidos; eles podem aquecer o metal muito rapidamente.
- Eles são seguros para uso e não produzem fumaça ou vapores.
- Os aquecedores por indução aquecem o metal de maneira uniforme, o que ajuda a reduzir o tempo necessário para forjar o metal.
- Eles proporcionam um ambiente altamente controlável em comparação com os fornos a gás tradicionais.
- O processo de produção pode ser facilmente automatizado se for utilizado um aquecedor por indução.
Perguntas frequentes
Quais metais podem ser forjados por meio de aquecimento por indução?
Quase todos os tipos de metais podem ser forjados usando aquecedores de indução. No entanto, a eficiência do aquecimento é diferente em cada caso. Alguns dos metais mais comuns forjados com aquecedores de indução incluem alumínio, latão, cobre, ferro, aço inoxidável e titânio.
Aquecimento de metais por meio de forno vs. aquecimento por indução. Qual processo é melhor?
Anteriormente, os fornos a gás eram usados para o pré-aquecimento de metais. Nesse caso, o forno precisa ser configurado e, em seguida, deve continuar funcionando por mais tempo. Você não pode pará-lo e depois começar novamente. O tempo de configuração é enorme. Ao mesmo tempo, os aquecedores por indução fornecem calor sob demanda. Eles são controláveis, e você pode iniciá-los e pará-los sem atrasos. Além disso, o tempo de produção é curto no segundo caso.
Quais são algumas das limitações do forjamento por indução?
Apesar das várias vantagens, o uso de um aquecedor de indução para aplicações de forjamento tem algumas limitações. Primeiro, o metal que pode ser forjado é limitado pelo tamanho do aquecedor de indução. Em segundo lugar, eles são caros. Terceiro, eles exigem um custo de configuração considerável e uma fonte de energia de alta frequência, o que pode ser uma restrição para alguns fabricantes.
Resumo
Os aquecedores por indução são uma maneira muito eficiente de aquecer o metal para aplicações de forjamento a quente. Eles podem aquecer o metal de forma rápida e uniforme, o que ajuda a reduzir o tempo necessário para forjar o metal. Além disso, são seguros para uso, pois não produzem fumaça que contamine o ambiente. Portanto, um aquecedor de indução é a solução perfeita se você estiver procurando uma maneira eficiente e segura de aquecer o metal para aplicações de forjamento a quente. Você também pode conferir os sistemas de forjamento por indução da FOCO.
