A FABRICAÇÃO DE PARAFUSOS

Os parafusos são um dos componentes mais básicos da engenharia e da construção, mas a sua produção tornou-se um processo avançado e de alta tecnologia com múltiplas etapas. Descubra como o aço bruto é transformado em implementos metálicos altamente especificados e exatos.

Os parafusos podem vir em uma ampla variedade de tamanhos e formatos diferentes, mas o processo básico de produção geralmente permanece o mesmo. Ele começa com o forjamento a frio do fio de aço no formato correto, seguido de tratamento térmico para melhorar a resistência e tratamento de superfície para melhorar a durabilidade, antes de ser embalado para envio. No entanto, para designs de parafusos mais avançados, o processo de produção pode ser expandido por uma série de etapas adicionais.

Como um dos principais fornecedores de fixadores para a indústria automotiva, o fabricante sueco Bulten é altamente proficiente em todas as etapas e facetas da produção de parafusos. “Não produzimos peças de catálogo – tudo o que produzimos é personalizado, de acordo com as especificações do cliente”, afirma Henrik Oscarson, Gestor Técnico da fábrica de produção da Bulten em Hallstahammar, Suécia.

“Dependendo de onde o fixador será usado, há diversas opções diferentes para produzir exatamente o parafuso certo.”

O processo de produção

Forjamento a frio

O forjamento a frio começa com grandes fios-máquina de aço, que são desenrolados e cortados no comprimento certo. O tipo de aço é padronizado em toda a indústria, de acordo com os requisitos da ISO 898-1. Usando ferramentas especiais, o fio é forjado a frio no formato correto. É basicamente aqui que o aço é moldado, à temperatura ambiente, forçando-o através de uma série de matrizes a alta pressão. O ferramental em si pode ser bastante complexo, contendo até 200 peças diferentes com tolerâncias de centésimos de milímetro. Uma vez aperfeiçoado, o forjamento a frio garante que os parafusos possam ser produzidos rapidamente, em grandes volumes e com alta uniformidade.

Para projetos de parafusos mais complexos, que não podem ser contornados apenas através do forjamento a frio, pode ser necessário algum torneamento ou perfuração adicional. O torneamento envolve girar o parafuso em alta velocidade, enquanto o aço é cortado para atingir a forma e o design desejados. A perfuração pode ser usada para fazer furos no parafuso. Se necessário, alguns parafusos também podem ter arruelas fixadas nesta fase do processo.

Tratamento térmico

O tratamento térmico é um processo padrão para todos os parafusos, que envolve a exposição do parafuso a temperaturas extremas para endurecer o aço. O rosqueamento geralmente é aplicado antes do tratamento térmico, seja por laminação ou corte quando o aço está mais macio. A laminação funciona como o forjamento a frio e envolve passar o parafuso por uma matriz para moldar e moldar o aço em roscas. O corte envolve formar roscas cortando e removendo aço.

Como o tratamento térmico altera as propriedades do aço para torná-lo mais duro, é mais fácil e mais econômico aplicar o rosqueamento antecipadamente. No entanto, o rosqueamento após o tratamento térmico significará melhor desempenho em fadiga.

“O tratamento térmico pode causar marcas de calor e pequenos danos ao parafuso”, explica Henrik Oscarson. “Por esse motivo, alguns clientes exigem rosqueamento após tratamento térmico, especialmente para aplicações como parafusos de motores e cabeçotes. É um processo mais caro, pois é necessário formar aço endurecido, mas as roscas manterão melhor sua forma.”

Tamanho e superfície

Para parafusos longos, onde o comprimento é superior a dez vezes o diâmetro do parafuso, o tratamento térmico pode ter o efeito de fazer com que o aço volte à forma redonda do fio de aço original. Portanto, muitas vezes é necessário aplicar um processo de alisamento.

A escolha do tratamento de superfície é determinada pela aplicação do parafuso e pelos requisitos do cliente. Muitas vezes, a principal preocupação dos fixadores é a resistência à corrosão e, portanto, um revestimento zincado aplicado através de tratamento eletrolítico é uma solução comum. Este é um processo pelo qual o parafuso é submerso em um líquido contendo zinco e uma corrente elétrica é aplicada para que o zinco forme uma camada sobre o parafuso. No entanto, o tratamento eletrolítico apresenta um risco aumentado de fragilização por hidrogênio. Outra opção são os flocos de zinco, que oferecem resistência à corrosão ainda maior, embora a um preço mais elevado.

Quando a resistência à corrosão não é um problema – como no interior de um motor ou numa aplicação que é regularmente exposta a óleo – a utilização de fosfato é uma opção mais económica. Uma vez aplicado o tratamento de superfície, os parafusos padrão normalmente estão prontos para serem embalados. No entanto, projetos mais avançados podem exigir alguma montagem adicional, como suportes. Outros parafusos também exigirão algum tipo de remendo, seja um remendo de travamento ou um remendo líquido. Um remendo de travamento consiste em uma espessa camada de náilon sobre os fios, o que ajuda a melhorar a aderência. Um remendo líquido ajudará a melhorar o torque de formação da rosca.

Depois que essas etapas forem concluídas, o parafuso estará concluído. Agora tudo o que resta é alguma forma de controle de qualidade para garantir uniformidade e consistência antes que os parafusos possam ser embalados e enviados.

Um resumo do processo de produção:

1. Arame - Desenrolado, esticado e cortado no comprimento certo.

2. Forjamento a frio - Moldar o aço na forma correta à temperatura ambiente.

3. Cabeça do parafuso - Formado progressivamente forçando o aço em várias matrizes a alta pressão.

4. Rosqueamento - Os fios são formados por laminação ou corte.

5. Tratamento térmico - O parafuso é exposto a calor extremo para endurecer o aço.

6. Tratamento da superfície - Depende da aplicação. A zincagem é comum para aumentar a resistência à corrosão.

7. Embalagem/estocagem - Após controle de qualidade para garantir uniformidade e consistência, os parafusos são embalados.