Análise do processo de trefilação por cassetes para a produção de vergalhões CA-60

Abstract

Os fios de aço enquadrados na categoria CA-60, de acordo com a ABNT NBR 7480, são amplamente conhecidos e comercializados no mercado da construção civil. Desde o início do século XXI, o processo de trefilação a frio para a obtenção deste produto através do emprego de dispositivos conhecidos como cassetes tem sido adotado por diversas indústrias brasileiras, favorecendo o controle e a obtenção das propriedades mecânicas exigidas na norma de referência. No entanto, a literatura disponível ainda carece de investigações mais aprofundadas acerca dos principais parâmetros e variáveis que influenciam na qualidade do produto trefilado através deste método de fabricação, particularmente no que diz respeito à utilização de diferentes tipos de sabão (lubrificante) e sua influência na camada residual de lubrificante aderida na superfície dos fios. O emprego do lubrificante tem como função principal reduzir as forças de atrito geradas na interface fio-ferramenta durante as etapas de deformação do material, contribuindo para a redução dos esforços de trefilação, aumento da vida útil do ferramental e da produtividade e melhora das propriedades mecânicas e da qualidade superficial do material. Em virtude disso, este trabalho tem como objetivo principal avaliar a eficiência da lubrificação de três lubrificantes comerciais utilizados na fabricação de fios de aço CA-60 em uma máquina de trefilação a frio multipasses. Diferentes velocidades de trefilação foram empregadas com o intuito de verificar uma possível influência desta variável nos resultados obtidos para a camada residual de lubrificante aderida na superfície dos fios. A partir da análise dos resultados, foi possível observar uma diferença significativa na camada residual de lubrificante aderida na superfície dos fios a partir da utilização dos lubrificantes A, B e C, indicando uma forte possibilidade de aprimoramento do processo ao optar-se pela utilização de um lubrificante com uma capacidade de aderência maior. Além disso, a velocidade do processe demonstrou ter uma influência positiva na camada residual de lubrificante. As propriedades mecânicas do produto trefilado para todas as condições ensaiadas foram obtidas, mas não foi possível estabelecer uma relação direta com nenhuma das variáveis estudadas.

The reinforcement steel wires that fall into the CA-60 category according to the brazilian ABNT 7480 standard are widely known and marketed in the construction industry. Since the early 21st century, the cold drawing process to obtain this product utilizing devices known as “cassettes” has been adopted by several brazilian industries, facilitating the control and attainment of mechanical properties required by the reference standard. However, the available literature still lacks in-depth investigations into the key parameters and variables that influence the quality of the drawn product using this manufacturing method, particularly regarding the use of different types of lubricants and it’s influence on the residual lubricant layer adhered to the surface of the drawn wire. The use of lubricant primarily aims to reduce frictional forces generated at the wire-tool interface during material deformation stages, contributing to reduced drawing forces, increased tool life and productivity and improved mechanical properties and surface finish of the material. Therefore, this study aims to evaluate the lubrication efficiency of three different commercial lubricants tested on a multipass cold drawing machine. Different drawing speeds were employed in order to estimate the influence of this parameter in the residual lubricant layer adhered to the surface of the wires. From the analysis of the results, it was possible to observe a significant difference in the residual lubricant layer adhered to the surface of the wires following the testing of lubricants A, B, and C, indicating a strong possibility of process improvement through the selection of a lubricant with enhanced adhesive properties. Furthermore, the speed of the process seems to have a positive influence on the residual lubricant layer. The mechanical properties of the drawn product for all tested conditions were measured, but it was not possible to establish a direct relationship with any of the variables studied.