O Processo de trefilação
O processo de trefilação tem início com o fio-máquina, que é o material laminado a quente que não se fabrica em diâmetros menores que 5,5 mm. Tem prosseguimento com o tratamento térmico, pois a estrutura do material laminado a quente, conhecido como fio-máquina, o torna inadequado para o trabalho a frio, por apresentar granulação não-homogênea e defeitos internos e superficiais. O tratamento térmico mencionado é comumente denominado de recozimento.
Recorre-se também a recozimentos intermediários, pois cada passe de redução da seção transversal o material sofre um encruamento verificado pela elevação da tensão de escoamento do material que, ao atingir um certo valor, torna a trefilação impraticável.
Por outro lado, durante as etapas de recozimento, devido a fatores como temperatura, tempo de recozimento e componentes da atmosfera de recozimento [Ono,Uchida,Ishibashi,1992], o aço adquire uma película superficial de óxido que deve ser eliminada anteriormente à trefilação, devido ao maior coeficiente de atrito correspondente quando comparada com a superfície metálica nua. O processo utilizado para eliminação da película superficial de óxido é a decapagem.
A decapagem é uma etapa também necessária entre as diversas etapas de trefilação, não somente para eliminação de óxidos, mas principalmente para obtenção de uma superfície que retenha eficientemente o lubrificante e é realizada pela passagem dos rolos de arame por sistemas mecânicos (decapagem mecânica) ou por tanques em meio químico (decapagem química) [Tecnovo,1992].
Como mencionado, a determinação dos esforços é vital no processo de trefilação. Diversos pesquisadores, como Avitzur [1983], Bonzel [1935], Rowe [1965], Wistreich [1958], têm dedicado muito tempo a esse estudo. Além desses pesquisadores, muitos outros têm trabalhado no sentido de estabelecer uma relação entre a força necessária para a trefilação e as diversas variáveis como: geometria de ferramenta, lubrificação, temperatura e velocidade. A lubrificação, e conseqüentemente o atrito, é um dos principais fatores considerados ainda sem solução estabelecida.
Estudos sobre atrito têm início com Leonardo da Vinci, no século XV [Sargent, Tsao,1980] dando continuidade com Parent, Hire, Belidor, mas principalmente Amontons, no século dezessete, que estudou detalhadamente a influência da rugosidade. Coulomb, 100 anos após Amontons, dá sua importante contribuição explicando a diferença entre atrito dinâmico e estático. Finalmente, 250 anos após Amontons, Holm (1946) e Bowden-Tabor (1950) encerram a visão do fenômeno do atrito pela hipótese da rugosidade e dão início ao estudo da hipótese da aderência interfacial associada à deformação plástica. Como pode-se verificar, o estudo do atrito é antigo, mas muitos dos seus aspectos fundamentais ainda não estão totalmente esclarecidos.
Define-se atrito como a resistência ao movimento relativo de dois corpos em contato direto. Em processos por conformação, esse movimento ocasiona deformações plásticas, aquecimento e desgaste, o que resulta em perda de eficiência e solicitação de maior potência. Isto deve-se ao fato que as superfícies, ainda que cuidadosamente trabalhadas, quando examinadas ao microscópio, apresentam-se constituídas de saliências e reentrâncias que ocasionam interação e intertravamento superficial.
Até os dias de hoje, têm-se encontrado muitas dificuldades no estudo do atrito, e o que se faz é definir alguns modelos de atrito e realizar ensaios simplificados de fabricação para determinar coeficientes de atrito relativos às condições de processamento próximas àquelas encontradas nos processos de conformação. Schey [1970] afirma que, apesar de ainda não ter sido desenvolvida uma teoria de trefilação suficientemente rigorosa, foram propostas algumas soluções aproximadas que são adequadas para explicar os efeitos do atrito na trefilação. A expressão do coeficiente de atrito (m ), expressão (2.1), extraído do método do limite superior, desenvolvido por Avitzur [1983], é o que melhores resultados tem apresentado. Um sumário dos métodos para determinação do coeficiente de atrito no processo de trefilação de arames encontra-se em Gerbase [1976] e Klein [1979].