粉末冶金

在粉末冶金中，金属部件是通过成型和压实金属粉末，以及随后的烧结制成的。该工艺是工业批量生产的核心组成部分——特别是在需要最大限度减少切削加工的情况下。此外，通过粉末成型，可以实现接近最终轮廓的复杂几何形状。这样既减少了材料损耗，又缩短了工艺链。

该工艺首先需要准备符合要求的金属粉末。其中，颗粒尺寸、颗粒形状、流动性及纯度是决定性的材料参数。根据需要，可在粉末中混合合金添加剂、润滑剂或粘结剂。随后在挤出机、压机、模具中或通过等静压进行压实。在随后的烧结过程中，颗粒在低于其熔点的温度下通过热熔合。由此形成具有规定孔隙率的致密金属组织。机械合金化是一个重要的应用领域。在此过程中，不同的粉末组分经过充分混合并解聚。在行星式或高能研磨机中，会形成细小的混合晶体和亚稳相。因此，可以实现传统熔炼工艺无法达到的合金方案。

机械合金化对混合技术提出了很高的要求。粉末混合物的均匀性对于后续微观层面的化学成分至关重要。当使用极微量的纳米级分散添加剂时，这一点尤为重要。这些添加剂应尽可能完全且均匀地沉积在其余组分的颗粒表面上，同时自身不应形成独立的颗粒组分。为此，需要一种既能实现极高混合质量，又能产生受控的颗粒表面相对运动的混合技术。

粉末冶金与其他基于粉末的材料技术存在交叉。例如，高性能陶瓷同样由细粉制成，经过混合、成型和烧结。在此领域，颗粒粒度分布、混合质量和压实度的严格公差同样至关重要。类似的原则也适用于硬质合金、金属陶瓷和功能梯度材料，这些材料在单个部件内结合了不同的性能特征。