Trefilação a Frio (Cold Drawing): Processo Preciso de Conformação de Metais Explicado

Trefilação a frio (cold drawing) é um processo de conformação de metal onde uma peça de metal é forçada através de uma única ou série de matrizes (dies), reduzindo assim o tamanho da seção transversal da peça original. O processo de trefilação a frio resulta em um produto final dimensionalmente consistente, enquanto melhora tanto a resistência de escoamento (yield) quanto a resistência à tração (tensile). A superfície resultante é limpa e livre de carepa ou outros defeitos. Trefilação a frio é tipicamente usada para produzir barras, vergalhões e fios de aço, cobre e alumínio de precisão que devem atender a especificações físicas e mecânicas rigorosas.

Durante o processo de trefilação a frio, uma plataforma estacionária chamada banco de trefilação (drawing bench) é usada para segurar a matriz no lugar. O banco tem um lado de alimentação (in-feed) e um lado de saída (out-feed). O lado de saída consiste em uma plataforma de rolos longa, usada para capturar o material acabado após ter sido forçado através da matriz. O estoque de metal, geralmente em forma de barra ou fio, é carregado no lado de alimentação. Uma extremidade do estoque de metal é reduzida em tamanho para que caiba através da matriz. Um cilindro hidráulico ou guincho é então usado para puxar o metal através da matriz e sobre os rolos de saída.

Existem três tipos primários de trefilação a frio: trefilação de tubo, trefilação de barra e trefilação de fio. Trefilação de tubo reduz tanto o diâmetro interno (DI) quanto o diâmetro externo (DE), enquanto aumenta o comprimento do tubo. A espessura da parede do tubo permanece constante. Trefilação de barra reduz a seção transversal da barra original, enquanto aumenta o comprimento. A largura ou altura do estoque original pode permanecer constante, embora geralmente ambas as dimensões sejam reduzidas. Trefilação de fio diminui o DE do estoque de fio enquanto aumenta o comprimento. O volume do fio permanece constante. Trefilação de fio geralmente requer vários estágios para reduzir o fio ao tamanho desejado. Matrizes usadas em trefilação de fio são geralmente fabricadas de carboneto de tungstênio ou diamante.

Além de mudar as dimensões físicas, trefilação a frio também altera certas propriedades mecânicas do estoque original. Aumentos de 30% na resistência à tração são possíveis, e ganhos de 80% na resistência de escoamento são frequentemente vistos em muitos materiais. Mudanças em propriedades mecânicas estão relacionadas à quantidade de redução na seção transversal do estoque original. Uma pequena redução inicial na seção transversal pode levar a grandes mudanças em propriedades mecânicas, embora a taxa de mudança diminua rapidamente à medida que a quantidade de redução aumenta.

Trefilação a frio é usada na fabricação de cabos elétricos de cobre e fiação residencial, bem como aço estrutural e tubulação industrial. O processo de trefilação a frio produz muitos itens cotidianos comuns, como clipes de papel, cordas de guitarra e molas. Outras aplicações incluem peças para vários instrumentos musicais e componentes elétricos, bem como tubulação e canos hidráulicos.