Đúc ly tâm là một quá trình cung cấp các thành phần có độ bền của vật liệu cao. Do đó, nó là công nghệ được lựa chọn cho các ứng dụng như vỏ máy nén động cơ phản lực, vòng đệm thủy lực, nhiều sản phẩm quân sự và các ứng dụng có độ tin cậy cao khác. Nó cũng đã được chứng minh là một phương tiện hiệu quả về chi phí để cung cấp các hình dạng phức tạp với yêu cầu gia công giảm và chi phí sản xuất thấp hơn so với rèn và chế tạo.

Các bước của quy trình đúc ly tâm bắt đầu bằng việc đổ kim loại nóng chảy vào khuôn đúc quay, nung nóng trước. Khuôn có thể được định hướng theo trục dọc hoặc trục ngang tùy thuộc vào cấu hình của bộ phận mong muốn.

Bằng cách quay một khuôn trong khi kim loại nóng chảy được đổ vào nó, lực ly tâm có tác dụng phân phối kim loại nóng chảy trong khuôn với áp suất gần gấp 100 lần lực hấp dẫn. Sự kết hợp của áp suất này và cơ chế kỹ thuật của quá trình đông đặc có kiểm soát và tinh chế thứ cấp tạo ra các thành phần có chất lượng vượt trội.

Khi khuôn bắt đầu đầy, kim loại nóng chảy dày đặc hơn bị ép vào thành của khuôn quay. Sự đông đặc theo hướng của kim loại âm thanh tiến triển từ OD về phía lỗ khoan, trong khi vật liệu ít đặc hơn, bao gồm cả tạp chất, “trôi” đến ID

Khi vật đúc đã đông cứng, bộ phận được loại bỏ khỏi khuôn và các tạp chất còn sót lại trong ID được gia công đi, dẫn đến một cấu trúc không có khuyết tật, không có lỗ hoặc túi khí.

Các loại đúc ly tâm

Có hai loại quy trình đúc ly tâm – dọc và ngang. Ngoài ra, một số nhà sản xuất cung cấp định hình gần lưới kết hợp các lợi ích của đúc ly tâm với định hình OD, thậm chí có thể với chi tiết hoàn thiện của mộtđầu tư đúc.

Đúc ly tâm dọc

Một số nhà sản xuất sản xuất các thành phần ly tâm, bao gồm một số có định hình OD, trong các khuôn quay quanh trục thẳng đứng. Các vật đúc đứng này có thể đạt được định hình OD đó bằng cách chèn khuôn graphit, cát hoặc gốm vào khuôn – dẫn đến giảm đáng kể việc xử lý sau, như gia công hoặc chế tạo.

Các chi tiết trên bề mặt ngoài của vật đúc có thể được sửa đổi từ hình dạng tròn thực sự bằng cách đưa các mặt bích hoặc các rãnh vào đường kính trong của khuôn. Phần hoàn thiện không cần phải đối xứng nhưng trong một số trường hợp, khuôn đúc vẫn giữ được sự cân bằng trong khi quay.

Đường kính trong và do đó độ dày thành của vật đúc là hàm của lượng kim loại đổ vào khuôn quay và lượng được gia công đi. Khi đúc theo chiều dọc, chiều cao của vật đúc thường sẽ nhỏ hơn hai lần chiều rộng.

Đúc ly tâm ngang

Một số máy đúc ly tâm chỉ sản xuất các vật đúc nằm ngang trong đó khuôn quay quay quanh trục nằm ngang. Đây là một phương pháp tiết kiệm chi phí để sản xuất các thành phần hình ống chất lượng cao.

Quá trình này đặc biệt thích hợp cho các bộ phận hình trụ dài, nơi chiều dài đúc dài hơn đáng kể so với đường kính bên ngoài của nó. Điều này bao gồm các phần ống thẳng, hình trụ dài có mặt bích ở cuối, hoặc các phần ngắn như vòng hoặc mặt bích trong đó nhiều bộ phận có thể được gia công hiệu quả từ một hình trụ thẳng.

Một khuôn đúc bằng thép dài được quay ở tốc độ cao khi được đặt theo phương ngang. Tốc độ quay của khuôn cao, để bù đắp các lực hấp dẫn. Các nắp đậy được cố định ở mỗi đầu của khuôn để chứa kim loại nóng chảy và một phễu rót được sử dụng để cung cấp một khối lượng kim loại xác định vào bên trong khuôn.

Cũng giống như trong đúc đứng, kích thước bên trong của khuôn xác định kích thước OD của chi tiết, trong khi lượng kim loại đổ vào khuôn xác định kích thước ID.

Đúc ly tâm chân không

Đúc ly tâm trong chân không được sử dụng khi một bộ phận chi tiết và kiểm soát việc tiếp xúc với khí quyển là rất quan trọng vì một số hợp kim, bao gồm cả siêu hợp kim niken-coban, phản ứng với oxy. Ngoài những ưu điểm của đúc trong chân không, tính toàn vẹn của kim loại cao vốn có do đúc ly tâm còn được thực hiện, bao gồm cả sự đông đặc theo hướng, không có độ xốp và tạo hình lưới.Đúc ly tâm chân khôngcung cấp các sản phẩm có độ tin cậy rất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng hàng không và quân sự.

Định hướng kiên cố

Một động lực chính trong quá trình ly tâm là sự đông đặc được quản lý để xảy ra theo một hướng. Kích thước và hình dạng bên ngoài của vật đúc được xác định bởi bề mặt khuôn (khuôn), có tác dụng làm lạnh để bắt đầu đông cứng. Với sự hỗ trợ của các vật liệu tỏa nhiệt có thể được thêm vào ID sau khi đổ, cùng với tản nhiệt của khuôn ở OD, gradient nhiệt độ dẫn đến sự đông đặc theo hướng từ OD đến ID Kim loại lỏng liên tục có sẵn để cung cấp vật liệu đúc, thúc đẩy kim loại âm thanh cho đến khi ID nếu cuối cùng được đóng rắn.

Gia công bên ngoài thường được thực hiện để loại bỏ độ nhám bề mặt và duy trì độ đồng tâm với lỗ khoan. Tuy nhiên, trong một số ứng dụng, bề mặt OD như đúc có thể chấp nhận được. Bất kỳ sự co rút nào xảy ra trong máy ly tâm đều ở ID, sẽ luôn được loại bỏ bằng cách gia công.

Khi nào nên chọn Đúc ly tâm

• Các bộ phận đối xứng có thể quay trên một trục.
• Tính chất vật liệu đúc tĩnh không đầy đủ.
• Thu nhỏ đường tâm là một vấn đề khi sử dụng các quy trình đúc khác.
• Các tính năng ID hạn chế.
• Các bộ phận lớn, lên đến 135, 000 lbs. / 61.350 kg trở lên.
• Chi phí gia công cao cho việc định hình OD.
• Khi được yêu cầu hợp kim sẽ không hoạt động hoặc không khả thi cho các quá trình khác.
• Cấu trúc hạt đồng nhất là bắt buộc.
• Tính toàn vẹn về kích thước là bắt buộc.