Stopowanie mechaniczne to technika metalurgicznego przetwarzania proszków stosowana do tworzenia metali stopowych z proszków pierwiastkowych i przedstopowych. Ten dwuczęściowy proces jest realizowany przez kruszenie materiałów podstawowych w młynie kulowym, a następnie spawanie na zimno. Mechaniczny proces stopowania może wytworzyć designerskie superstopy, które dziedziczą pożądane właściwości fizyczne różnych proszków pierwiastkowych użytych do ich tworzenia. Dzięki tej zdolności proces został wykorzystany do tworzenia metali nadstopowych wykorzystywanych do budowy statków kosmicznych i sprzętu satelitarnego.
Pierwszym etapem procesu jest szczelinowanie. Zasadniczo obejmuje to kruszenie metali lub pierwiastków ze stopów wstępnych do postaci drobno sproszkowanej. Rozdrabniając materiały bazowe na taki proszek, w następującym procesie zgrzewania na zimno powstają lepsze wiązania molekularne. Do wykonania zadania szczelinowania stosuje się specjalny rodzaj młynka przemysłowego.
Młyn kulowy to obracający się młynek w kształcie beczki, który działa w taki sam sposób, jak bęben skalny. W stopowaniu mechanicznym metale spawane na zimno są umieszczane w beczce wraz ze środkami mielącymi. Chociaż media mielące mogą się różnić, typowe opcje obejmują kamyki krzemienne i kulki ceramiczne lub ze stali nierdzewnej. Gdy młyn kulowy jest aktywowany, bęben zaczyna się obracać i przewraca połączenie metalu i środka mielącego do środka. W miarę jak media spadają i spadają, rozdrabnia metal na proszek, aby przygotować go do następnego etapu procesu.
Drugą częścią procesu mechanicznego stopowania jest spawanie na zimno. Polega to na złożeniu razem proszków ze stopów wstępnych pod ekstremalnym ciśnieniem próżni. Proszki metali są następnie podgrzewane do wysokich temperatur, w których zachodzi proces zwany spiekaniem i mogą tworzyć się wiązania molekularne. Te wysokie temperatury w połączeniu z ciśnieniem próżni zasadniczo stapiają lub spajają proszek metalowy bez konieczności jego topienia.
Spawanie na zimno jest tak nazwane, ponieważ w przeciwieństwie do tradycyjnego spawania, metale nigdy nie osiągają stanu stopienia. Zamiast topienia metali w celu uzyskania stopienia, spawany na zimno metal jest podgrzewany do mniej niż jednego stopnia od jego temperatury topnienia za pomocą gorącego ciśnienia izostatycznego (HIP). Ta temperatura nazywana jest punktem rekrystalizacji. Zastosowanie HIP w procesie mechanicznego stopowania pomaga w tworzeniu jednolitej wielkości ziarna w całym stopie. Produkuje również metale żaroodporne i superstopy. Zastosowanie HIP zapewnia, że wszelkie naprężenia molekularne powstające podczas procesu zgrzewania na zimno są niwelowane.