Metalurgia pulberilor este un proces care implică transformarea pulberii într-un obiect solid. De obicei, pulberea este un tip de metal, cum ar fi fierul, iar obiectul de realizat este de obicei modelat cu o matriță sau turnat. Pentru a forma și fabrica obiecte metalice prin metalurgia pulberilor sunt necesare presiuni extrem de ridicate și temperaturi ridicate. Sinterizarea, un proces de încălzire și turnarea prin injecție de metal sunt tehnici utilizate în mod obișnuit în metalurgia pulberilor.
Primul pas în metalurgia pulberilor este transformarea materiei prime într-o formă de pulbere. Zdrobirea, măcinarea și utilizarea reacțiilor chimice sunt modalități comune de a produce pulbere. Atomizarea este o tehnică în care materialul este topit într-un lichid topit și forțat printr-o duză mică sau un tub la viteză mare. Acest lucru face ca lichidul să se separe în picături individuale pe măsură ce iese din tub. Picăturile sunt colectate și lăsate să se întărească, rezultând particule fine, de mărimea granulelor.
Odată ce pulberea este produsă, aceasta este compactată într-o matriță cu presiune ridicată. De obicei, pulberea este turnată în matriță și o placă de presare este coborâtă pentru a o comprima. Obiectul rezultat este scos din matriță. De obicei, presiunea variază de la 80 la 1,000 psi.
O altă metodă de comprimare a pulberii se numește compactare izostatică a pulberii. Această tehnică utilizează o matriță flexibilă care este situată într-o matriță sub presiune. Pulberea este plasată în matrița flexibilă, în timp ce o mașină livrează lichid sub presiune sau gaz în matrița sub presiune. Presiunea variază de la 15,000 psi la 40,000 psi. Această metodă nu necesită lubrifianți atunci când pulberea este compactată, dar compactarea standard cu matriță o face. Ulterior, obiectul este consolidat prin sinterizare.
Sinterizarea este un proces de încălzire care leagă particulele individuale de pulbere metalică. De obicei, are loc într-un cuptor de sinterizare, unde temperatura este setată chiar sub punctul de topire al metalului. Această metodă este utilizată în mod obișnuit în fabricarea ceramicii. Procesul a fost brevetat de AG Bloxam în 1906, dar există dovezi că practica de topire a pulberilor metalice în obiecte solide își are originile în vremuri străvechi.
Unele metode combină compactarea pulberii și procesul de sinterizare, cum ar fi presarea izostatică la cald. Procesul implică în mod obișnuit utilizarea de gaz argon presurizat și temperaturi între 900°F (480°C) și 2250°F (1230°C). Pulberea este simultan compactată și sinterizată, economisind timp și material. Această metodă produce, de asemenea, pereți mai subțiri și piese mai mari în comparație cu metodele standard de compresie a pulberii.