Đúc ly tâm (centrifugal casting), còn gọi là đúc quay, là một phương pháp đúc trong đó kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn đang quay với tốc độ cao. Nhờ vào lực ly tâm, kim loại được phân bổ đều lên thành khuôn, tạo nên sản phẩm có hình dạng đồng đều, đặc biệt phù hợp với các chi tiết hình trụ rỗng, có thành mỏng.
Kỹ thuật này thường dùng để đúc kim loại, thủy tinh và cả bê tông. Khác với nhiều phương pháp đúc truyền thống, đúc ly tâm thường áp dụng để tạo ra sản phẩm bán thành phẩm (dạng trụ) phục vụ quá trình gia công sau này, chứ không phải sản phẩm hoàn chỉnh.
Phân Loại Phương Pháp Đúc Ly Tâm
Đúc Ly Tâm Dọc (Vertical Centrifugal Casting)
Trục khuôn đặt theo phương thẳng đứng.
Phù hợp với các sản phẩm có dạng hình trụ hoặc hình tròn.
Đúc Ly Tâm Ngang (Horizontal Centrifugal Casting)
Khuôn thép dài quay theo phương ngang với tốc độ cao.
Áp dụng hiệu quả cho các chi tiết như ống dài, ống có mặt bích, vòng đệm,...
Nhiều chi tiết có thể được gia công từ cùng một phôi trụ thẳng.
Đúc Ly Tâm Nghiêng (Inclined Axis Casting)
Trục quay nghiêng một góc so với phương ngang và phương thẳng đứng.
Ít được sử dụng trong thực tế do khó kiểm soát và ứng dụng hạn chế.
Ưu Điểm và Hạn Chế Của Đúc Ly Tâm
Ưu Điểm Đúc ly tâm
Chất lượng bề mặt tốt: Kim loại đông đặc từ ngoài vào trong, giảm tối đa co ngót và bọt khí.
Kết cấu đặc chắc: Vật đúc có độ bền cơ học cao nhờ lực nén ly tâm.
Ít khuyết tật: Hạn chế hiện tượng rỗ, xốp, lỗ khí so với phương pháp đúc thông thường.
Tách tạp chất hiệu quả: Lực quay đẩy các tạp chất và khí ra phía trong lõi, giúp tinh lọc tự nhiên kim loại.
Hạn Chế Đúc ly tâm
Hạn chế tỷ lệ chiều dài/đường kính: Với phương pháp đúc dọc, tỷ lệ chiều cao/đường kính chỉ nên khoảng 2:1 để đảm bảo phân bổ kim loại đều.
Chi phí khuôn cao: Khuôn chịu nhiệt và thiết bị quay đắt đỏ.
Khó kiểm soát đường kính trong: Bề mặt trong thường gồ ghề, dung sai lớn, cần gia công thêm.
Chất lượng không đồng đều khi đúc sai tốc độ.
Quy Trình Đúc Ly Tâm
Bước 1: Chuẩn Bị Khuôn
Khuôn đúc thường được chế tạo từ kim loại hoặc gốm.
Bề mặt trong khuôn phủ vật liệu chịu lửa để chịu nhiệt độ cao.
Bước 2: Quay Khuôn
Khuôn được gắn lên trục và quay ở tốc độ từ 300 – 3000 vòng/phút, tùy loại sản phẩm.
Bước 3: Nấu Kim Loại
Kim loại được nung chảy ở nhiệt độ thích hợp, sẵn sàng cho quá trình rót.
Bước 4: Đổ Kim Loại
Kim loại lỏng được đổ vào khuôn đang quay.
Lực ly tâm sẽ đẩy kim loại dàn đều thành lớp bám vào thành khuôn.
Bước 5: Đông Đặc
Khi nguội dần, kim loại đông đặc từ ngoài vào trong, tạo cấu trúc chặt và bền.
Tạp chất và bọt khí bị đẩy về phía lõi.
Bước 6: Tháo Vật Đúc và Hoàn Thiện
Sau khi nguội, vật đúc được lấy ra và đưa đi gia công cơ, xử lý nhiệt hoặc hoàn thiện bề mặt tùy yêu cầu.
Ứng Dụng Của Đúc Ly Tâm
Phương pháp đúc ly tâm được sử dụng phổ biến trong:
Công nghiệp ô tô – xe máy: Đúc trống phanh, xi lanh, ống lót...
Công nghiệp cơ khí: Vòng chống mài mòn, bạc lót, ống áp lực cao.
Ngành hàng không: Vỏ máy nén trong động cơ phản lực.
Công trình dân dụng: Cột đèn, ống cấp thoát nước, ống bê tông ly tâm.
Ngành quốc phòng: Các chi tiết chịu lực lớn, yêu cầu độ bền cao.
Đúc ly tâm là một phương pháp đúc tiên tiến, mang lại nhiều lợi ích vượt trội về chất lượng sản phẩm và độ bền cơ học. Tuy chi phí khuôn và thiết bị có thể cao, nhưng hiệu quả sản xuất hàng loạt, độ tin cậy cao và khả năng kiểm soát chất lượng tốt đã khiến phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp trọng điểm.
Nguồn: Tổng hợp kiến thức
