Metalurgia proszków to proces, który polega na przekształceniu proszku w ciało stałe. Zwykle proszek jest rodzajem metalu, takim jak żelazo, a przedmiot, który ma być wykonany, jest zwykle kształtowany za pomocą matrycy lub odlewu. Aby formować i wytwarzać metalowe przedmioty za pomocą metalurgii proszków, wymagane są ekstremalnie wysokie ciśnienia i wysokie temperatury. Spiekanie, proces ogrzewania i formowanie wtryskowe metali to powszechnie stosowane techniki w metalurgii proszków.
Pierwszym krokiem w metalurgii proszków jest przekształcenie surowca w postać proszkową. Kruszenie, mielenie i używanie reakcji chemicznych to powszechne sposoby wytwarzania proszku. Atomizacja to technika, w której materiał topi się w stopioną ciecz i przeciska z dużą prędkością przez małą dyszę lub rurkę. Powoduje to rozdzielanie się cieczy na pojedyncze kropelki, gdy opuszcza rurkę. Kropelki są zbierane i pozostawiane do stwardnienia, w wyniku czego powstają drobne cząstki wielkości ziarna.
Po wyprodukowaniu proszek jest zagęszczany w formie pod wysokim ciśnieniem. Zazwyczaj proszek wsypywany jest do matrycy, a płyta prasująca jest obniżana w celu jego sprasowania. Powstały obiekt jest wyrzucany z matrycy. Zazwyczaj ciśnienie waha się od 80 do 1,000 psi.
Inną metodą prasowania proszku jest izostatyczne prasowanie proszku. Ta technika wykorzystuje elastyczną formę, która jest umieszczona w formie ciśnieniowej. Proszek jest umieszczany w elastycznej formie, podczas gdy maszyna dostarcza ciecz lub gaz pod ciśnieniem do formy ciśnieniowej. Ciśnienie waha się od 15,000 40,000 psi do XNUMX XNUMX psi. Ta metoda nie wymaga smarowania, gdy proszek jest zagęszczany, ale standardowe zagęszczanie matryc wymaga. Następnie przedmiot jest wzmacniany przez spiekanie.
Spiekanie to proces ogrzewania, który wiąże ze sobą poszczególne cząstki proszku metalu. Zwykle odbywa się to w piecu do spiekania, w którym temperatura jest ustawiana tuż poniżej temperatury topnienia metalu. Metoda ta jest powszechnie stosowana w produkcji ceramiki. Proces został opatentowany przez AG Bloxam w 1906 roku, ale istnieją dowody na to, że praktyka stapiania proszków metali w ciała stałe ma swoje korzenie w czasach starożytnych.
Niektóre metody łączą prasowanie proszku i proces spiekania, np. prasowanie izostatyczne na gorąco. Proces zazwyczaj obejmuje użycie sprężonego argonu w temperaturach od 900°F (480°C) do 2250°F (1230°C). Proszek jest jednocześnie zagęszczany i spiekany, oszczędzając czas i materiał. Ta metoda daje również cieńsze ścianki i większe części w porównaniu ze standardowymi metodami prasowania proszków.