Compreendendo a trefilação de fios:o processo de usinagem que molda fios de alta qualidade

A trefilação é um processo de usinagem que reduz o diâmetro de um fio puxando-o através de uma matriz projetada para esse fim. Geralmente realizada à temperatura ambiente, a trefilação é diferente da extrusão porque o fio é puxado através da matriz, em vez de empurrado. Embora a aplicação mais conhecida para fio trefilado seja o cabeamento usado para redes elétricas e de comunicação, existem inúmeros outros usos também:clipes de papel, molas, raios de pneus e fio musical (os fios usados ​​em violinos, violoncelos e outros instrumentos de cordas) são todos feitos com fio trefilado.

O fio foi originalmente feito martelando metais, como ouro e prata, em folhas muito finas e depois cortando fatias muito finas das folhas. Essas fatias finas seriam novamente moldadas até ficarem finas o suficiente para serem usadas em joias ou tecidas em roupas. Evidências arqueológicas sugerem que por volta de 400 aC, metalúrgicos faziam experiências com trefilação de arame, confeccionando matrizes brutas e passando arame manualmente.

Até meados do século XIX, o processo de trefilação tornou-se mais sofisticado, à medida que os artesãos desenvolveram diferentes técnicas, incluindo o uso da máquina a vapor para alimentar o próprio processo de trefilação. Eles aprenderam a lubrificar o fio que estava sendo trefilado, o que diminuiu a quantidade de energia necessária para trefilar o fio e melhorou marginalmente a qualidade. No entanto, a qualidade do fio trefilado sempre foi limitada pela qualidade do metal com o qual foi feito. Metais de pureza e maleabilidade inconsistentes quebrariam rotineiramente quando transformados em arame. O fio quebrado precisaria ser emendado, um processo demorado que resultava em perda de qualidade, o que era um problema crítico para aplicações como comunicação telegráfica. A má qualidade do fio trefilado aumentava o tempo necessário para a produção e tornava o fio muito caro.

Somente com a invenção do processo Bessemer no final da década de 1850, que produzia metal consistentemente trabalhável, é que a trefilação foi capaz de produzir arame de qualidade consistentemente alta. O metal derramado dos conversores em moldes chamados tarugos é resfriado apenas ligeiramente e então começa o processo de formação de fio em um laminador a quente, aproveitando o calor residual do processo Bessemer. Grandes bobinas de fio grosso, chamadas fio-máquina, pesando de 68 a 136 kg (150 a 300 libras), são feitas nesse processo.

Uma vez que o fio-máquina tenha sido limpo de impurezas superficiais, a extremidade é cônica o suficiente para caber na matriz, que por sua vez é cônica com a abertura em um lado larga o suficiente para acomodar o fio-máquina, estreitando-se em até 40% ao longo de seu comprimento. A ponta do fio-máquina cônico é segurada firmemente e puxada, reduzindo seu diâmetro. O fio estreito é geralmente enrolado em torno de um núcleo, embora às vezes possa ser passado através de uma matriz menor para continuar o processo de estreitamento. Um fio grosso pode ter seu diâmetro reduzido em até 40% em uma única passagem; fio mais fino pode ser reduzido em 15 a 25 por cento.

Para produzir os fios muito finos usados em cabos telefônicos e cabos elétricos trançados, o fio é trefilado através de matrizes sucessivamente mais estreitas. Uma vez trefilado, o fio às vezes é submetido a processamento adicional, dependendo do uso pretendido. Por exemplo, um processo denominado recozimento, ou aquecimento do produto acabado a uma determinada temperatura por um determinado período de tempo, é realizado se o fio precisar ser flexível e flexível. O arame mais grosso que será cortado em pregos não é recozido, mas geralmente é galvanizado ou revestido com zinco para evitar ferrugem. O arame usado em cercas, como o arame farpado, geralmente é recozido e galvanizado.

About Mechanics se dedica a fornecer informações precisas e confiáveis. Selecionamos cuidadosamente fontes confiáveis ​​e empregamos um rigoroso processo de verificação de fatos para manter os mais altos padrões. Para saber mais sobre nosso compromisso com a precisão, leia nosso processo editorial.