Nguyên lý hoạt động
Quá trình đúc áp lực dựa trên việc bơm kim loại nóng chảy vào lòng khuôn thép đã khép kín thông qua hệ thống piston hoặc máy nén. Áp suất được duy trì trong suốt quá trình đông đặc, buộc kim loại điền đầy từng chi tiết của lòng khuôn trước khi nguội. Nhờ đó sản phẩm đạt độ chính xác kích thước cao và bề mặt mịn mà ít quy trình gia công khác làm được.
Có hai hệ thống máy phổ biến: buồng nóng (hot chamber) và buồng lạnh (cold chamber). Buồng nóng phù hợp với hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp như kẽm và một số hợp kim magie, vì pittông nhúng trực tiếp trong bể kim loại lỏng. Buồng lạnh được dùng cho nhôm và hợp kim có nhiệt độ cao hơn — kim loại được múc riêng và bơm vào từng chu kỳ, tránh ăn mòn hệ thống bơm.
Vật liệu và ứng dụng thực tế
Hợp kim nhôm là vật liệu phổ biến nhất trong đúc áp lực, đặc biệt trong công nghiệp ô tô và xe máy: vỏ hộp số, nắp xy lanh, khung giá đỡ, thân bơm. Hợp kim kẽm phù hợp với chi tiết nhỏ, thành mỏng, yêu cầu bề mặt đẹp như phụ kiện nội thất, linh kiện điện tử. Hợp kim magie được dùng khi cần giảm trọng lượng tối đa.
Cần phân biệt rõ: không phải mọi hợp kim nhôm đều thích hợp cho đúc áp lực. Nhôm 6061 — vốn rất phổ biến trong gia công cắt gọt và đùn ép — không phải hợp kim đúc áp lực; các dòng hợp kim đúc chuyên dụng có thành phần silicon cao hơn để cải thiện tính chảy loãng và điền đầy khuôn.
Lưu ý khi lựa chọn và sử dụng
Đúc áp lực hiệu quả nhất khi sản lượng đủ lớn để khấu hao chi phí khuôn thép — khuôn có tuổi thọ cao nhưng chi phí chế tạo ban đầu không nhỏ. Với lô nhỏ hoặc nguyên mẫu, đúc trọng lực hoặc đúc cát thường kinh tế hơn.
Khuyết tật phổ biến cần kiểm soát gồm rỗ khí (do khí bị nhốt trong lòng khuôn), nứt nguội (do co ngót không đều) và bavia (do khuôn mòn hoặc lực kẹp không đủ). Thiết kế khuôn tốt — hệ thống thoát khí, góc nghiêng thoát khuôn, vị trí cổng rót — quyết định phần lớn chất lượng sản phẩm và tuổi thọ khuôn. Bảo dưỡng định kỳ bề mặt khuôn và kiểm soát nhiệt độ kim loại lỏng là hai yếu tố vận hành then chốt.