Title

OTIMIZANDO PROCESSOS DE FORJAMENTO: ESTUDO DE CASO E UTILIZAÇÃO DA SIMULAÇÃO NUMÉRICA PARA ANÁLISE DE FALHAS

OPTIMIZING FORGING PROCESSES: CASE STUDY AND UTILIZATION OF NUMERICAL SIMULATION FOR FAILURE ANALYSIS

Authorship

Sartori, Carlos Humberto

Sartori, Carlos Humberto

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DOI

10.5151/5463-5463-40274

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Abstract

O advento da simulação numérica para processos de forjamento além de permitir o estudo adequado da formação das peças, traz importantíssimas informações sobre o estado de tensões atuando nas ferramentas. Neste trabalho, é apresentado um estudo de caso de quebra em uma ferramenta de forjamento de latão, no qual diversos erros foram cometidos na seleção de aços ferramenta e propriedades mecânicas, até que uma análise precisa das causas das quebras prematuras fosse realizada. Após uma minuciosa investigação por meio de simulações numéricas dos esforços atuantes na matriz, constatou-se que as quebras eram causadas por tensões que excediam o limite de escoamento e, por vezes, o limite de resistência mecânica do aço utilizado na matriz de forjamento. Modificações no processo de forjamento, incluindo alterações geométricas na matriz e ajustes no procedimento, resultaram em um significativo aumento na vida útil da ferramenta, mantendo-se o tipo de aço e nível de dureza anteriormente empregados.

The advent of numerical simulation for forging processes not only allows a proper study of the parts formation but also provides crucial information about the stress state acting on the tools. This paper presents a case study of a failure in a brass forging tool, where several errors were made in the selection of tool steels and mechanical properties, until a precise analysis of the causes of the premature failures was conducted. After a thorough investigation through numerical simulations of the forces acting on the die, it was found that the failures were caused by stresses exceeding the yield limit and, at times, the mechanical strength limit of the tool steel. Modifications in the forging process, including geometric changes in the die and adjustments to the forging procedure, resulted in a significant increase in the tool's lifetime, while maintaining the same type of steel and hardness level as before.

Keywords

Forjamento; tenacidade; tensões mecânicas; simulação numérica

Forging; toughness; mechanical stresses; numeric simulation