A fabricação atual de fixadores abrange seis processos principais, cada um projetado com materiais específicos, requisitos de desempenho e considerações de custo em mente:
Processo de Cabeçalho a Frio
O cabeçote a frio é o método de conformação mais prevalente na produção de fixadores. Envolve o uso de matrizes de alta-pressão para extrusar fios metálicos (como aço carbono, aço inoxidável ou liga de alumínio) em temperatura ambiente em formatos básicos, como parafusos e porcas. As principais vantagens deste processo são a alta eficiência e a utilização superior de materiais; uma única operação de conformação pode reduzir a necessidade de usinagem (corte) subsequente em 30% a 50%, ao mesmo tempo que alcança precisão dimensional dentro de ±0,05 mm. As aplicações típicas incluem parafusos de motores automotivos e componentes de-porcas de construção{8}}de alta resistência que exigem resistência e consistência excepcionais. Os principais aspectos técnicos incluem:
- Projeto da matriz: Otimização dos ângulos da cavidade da matriz com base na ductilidade do material para evitar rachaduras;
- Lubrificação: uso de lubrificantes à base de grafite ou-água para reduzir o coeficiente de atrito e prolongar a vida útil da matriz;
- Recozimento: Realização de recozimento esferoidizante após o encabeçamento a frio para aliviar o estresse interno e melhorar a trabalhabilidade para processamento subsequente.
Processo de forjamento a quente
Para fixadores de grande-escala ou alta-resistência (como parafusos de torres de turbinas eólicas e conectores de pontes), o processo de forjamento a quente envolve o aquecimento do metal acima de sua temperatura de recristalização (normalmente 800-1200 graus) e a aplicação de pressão por meio de uma prensa de forjamento para induzir a deformação plástica. As principais vantagens incluem a capacidade de produzir formas transversais-complexas e alcançar alta densidade de material, resultando em uma resistência à tração 15% a 20% maior que a das peças{8}com cabeça fria. Os pontos críticos de controle incluem:
- Controle de temperatura: É necessário um monitoramento rigoroso da temperatura de aquecimento e do tempo de retenção para evitar a formação excessiva de incrustações de óxido ou o espessamento dos grãos;
- Taxa de forjamento: Uma taxa de deformação total maior ou igual a 3 é normalmente necessária para garantir o fluxo contínuo dos grãos de metal;
- Pós{0}}processamento: o ajuste de dureza por meio de normalização ou têmpera e revenido é necessário para atender à faixa padrão HRC 28–38.
Processo de Torneamento
Embora menos eficiente que o cabeçote a frio, o processo de torneamento continua indispensável para a produção de fixadores com formatos especiais (como parafusos e pinos perfurados não{0}}padrão). O processo envolve girar a peça em um torno CNC e usar uma ferramenta de corte para remover o excesso de material. Os principais recursos técnicos incluem:
- Alta precisão: atinge graus de tolerância IT5–IT7, tornando-o adequado para conectores de instrumentos de precisão;
- Ampla adaptabilidade de materiais: Capaz de processar materiais difíceis de conformar a frio, como ligas de cobre e titânio;
Processo de Estampagem
Usado principalmente para fabricar fixadores planos, como arruelas e arruelas de pressão, esse processo emprega uma prensa mecânica para acionar uma matriz que executa operações como estampagem e dobra em chapas metálicas. Suas principais vantagens são produção em alta-velocidade (capaz de produzir centenas de peças por minuto) e baixo custo; no entanto, os seguintes fatores requerem atenção:
- Desgaste da Matriz: Punções e matrizes devem ser substituídas periodicamente para evitar rebarbas excessivas;
- Seleção de materiais: chapas de aço de baixo-carbono e boa ductilidade, como Q235 ou SPCC, são preferidas;
- Tratamento de superfície: tratamentos pós{0}}estampagem-como galvanoplastia ou escurecimento-são necessários para evitar ferrugem e corrosão.
Processo de laminação de linha
Usado para rosquear parafusos e porcas, o processo de laminação de roscas forma roscas na superfície da peça por meio da compressão rotacional de duas ou três matrizes de laminação. Comparado ao corte de rosca, suas vantagens incluem:
- Maior resistência: O endurecimento por trabalho a frio aumenta a resistência ao cisalhamento das roscas em 20% –30%;
- Qualidade da superfície: A rugosidade da superfície da rosca pode atingir Ra 0,8 μm, reduzindo a perda por atrito;
- Economia de material: Nenhum cavaco é produzido, resultando em uma utilização de material próxima de 100%.
Processos de Tratamento de Superfície
A resistência à corrosão e a qualidade estética dos fixadores dependem do tratamento superficial; processos comuns incluem:
- Eletro-galvanização: Baixo custo, adequado para ambientes internos, com espessura típica de 5–12 μm;
- Dacromet: Sem risco de fragilização por hidrogênio, resiste de 500 a 1.000 horas de testes de névoa salina e é comumente usado para componentes de chassis automotivos;
- Revestimento de difusão de zinco: forma uma camada de liga de zinco-ferro na superfície do aço por difusão, oferecendo de 3 a 5 vezes a resistência à corrosão da eletro{3}}galvanização;
- Pulverização: Como revestimento em pó de poliéster, usado para parafusos decorativos arquitetônicos para fornecer uma ampla gama de opções de cores.