Sinterovanje je termička obrada koja se primjenjuje na kompaktni prah kako bi se pružila čvrstoća i integritet.Temperatura koja se koristi za sinterovanje je ispod tačke topljenja glavnog sastojka materijala za metalurgiju praha.

Nakon zbijanja, susjedne čestice praha se drže zajedno hladnim zavarenim spojevima, koji kompaktu daju dovoljnu „zelenu snagu“ za rukovanje.Na temperaturi sinteriranja, procesi difuzije uzrokuju formiranje i rast grla na tim kontaktnim točkama.

Postoje dva neophodna prekursora prije nego što se ovaj mehanizam “sinterovanja u čvrstom stanju” može dogoditi:
1.Uklanjanje maziva za presovanje isparavanjem i sagorevanjem para
2.Smanjenje površinskih oksida iz čestica praha u kompaktu.

Ovi koraci i sam proces sinterovanja općenito se postižu u jednoj, kontinuiranoj peći razumnim odabirom i zoniranjem atmosfere peći i korištenjem odgovarajućeg temperaturnog profila u cijeloj peći.

Sinter stvrdnjavanje

Dostupne su peći za sinterovanje koje mogu primijeniti ubrzane brzine hlađenja u zoni hlađenja i razvijene su klase materijala koji se mogu transformirati u martenzitne mikrostrukture pri ovim brzinama hlađenja.Ovaj proces, zajedno sa naknadnim tretmanom kaljenja, poznat je kao očvršćavanje sinterovanjem, proces koji se pojavio poslednjih godina, ima vodeće sredstvo za povećanje čvrstoće sinterovanog materijala.

Prolazno sinterovanje tečne faze

U kompaktu koji sadrži samo čestice željeznog praha, proces sinteriranja u čvrstom stanju bi stvorio određeno skupljanje kompaktnog materijala kako vratovi za sinteriranje rastu.Međutim, uobičajena praksa sa gvozdenim PM materijalima je dodavanje finog bakarnog praha kako bi se stvorila prolazna tečna faza tokom sinterovanja.

Na temperaturi sinteriranja, bakar se topi i zatim difundira u čestice željeznog praha stvarajući bubrenje.Pažljivim odabirom sadržaja bakra moguće je uravnotežiti ovo bubrenje u odnosu na prirodno skupljanje skeleta željeznog praha i obezbijediti materijal koji se uopće ne mijenja u dimenzijama tokom sinterovanja.Dodatak bakra takođe pruža koristan efekat jačanja čvrstog rastvora.

Trajno sinterovanje tečne faze

Za određene materijale, kao što su cementirani karbidi ili tvrdi metali, primjenjuje se mehanizam sinteriranja koji uključuje stvaranje trajne tekuće faze.Ova vrsta sinterovanja u tečnoj fazi podrazumeva upotrebu aditiva u prahu, koji će se rastopiti pre matrične faze i koji će često stvoriti takozvanu vezivnu fazu.Proces ima tri faze:

Preuređenje
Kako se tečnost topi, kapilarno djelovanje će povući tekućinu u pore i uzrokovati da se zrna preurede u povoljniji raspored pakovanja

Rastvor-precipitacija
U područjima gdje su kapilarni pritisci visoki, atomi će prvenstveno ići u otopinu, a zatim precipitirati u područjima nižeg kemijskog potencijala gdje čestice nisu blizu ili u kontaktu.Ovo se zove kontaktno izravnavanje i zgušnjava sistem na način sličan difuziji na granici zrna kod sinterovanja u čvrstom stanju.Ostwaldovo sazrijevanje će se također desiti gdje će manje čestice prvenstveno ići u otopinu i precipitirati na većim česticama što dovodi do zgušnjavanja.

Konačno zgušnjavanje
Zgušnjavanje čvrste skeletne mreže, kretanje tečnosti iz efikasno zbijenih regiona u pore.Da bi trajno sinterovanje u tečnoj fazi bilo praktično, glavna faza treba da bude barem malo rastvorljiva u tečnoj fazi i aditiv „veziva“ treba da se otopi pre nego što dođe do bilo kakvog većeg sinterovanja mreže čvrstih čestica, inače neće doći do preraspoređivanja zrna.