La sinterización es un tratamiento térmico aplicado a un polvo compacto para impartir resistencia e integridad.La temperatura utilizada para la sinterización está por debajo del punto de fusión del componente principal del material de la pulvimetalurgia.

Después de la compactación, las partículas de polvo vecinas se mantienen unidas mediante soldaduras en frío, lo que le da al compacto la "resistencia en verde" suficiente para ser manipulado.A la temperatura de sinterización, los procesos de difusión hacen que se formen y crezcan cuellos en estos puntos de contacto.

Hay dos precursores necesarios antes de que pueda tener lugar este mecanismo de "sinterización en estado sólido":
1. Eliminación del lubricante de prensado por evaporación y quema de los vapores.
2. Reducción de los óxidos superficiales de las partículas de polvo en el compacto.

Estos pasos y el proceso de sinterización en sí se logran generalmente en un solo horno continuo mediante una elección juiciosa y la división en zonas de la atmósfera del horno y mediante el uso de un perfil de temperatura adecuado en todo el horno.

endurecimiento sinterizado

Hay hornos de sinterización disponibles que pueden aplicar velocidades de enfriamiento aceleradas en la zona de enfriamiento y se han desarrollado grados de materiales que pueden transformarse en microestructuras martensíticas a estas velocidades de enfriamiento.Este proceso, junto con un tratamiento de templado posterior, se conoce como endurecimiento por sinterización, un proceso que se ha revelado, en los últimos años, como uno de los principales medios para mejorar la resistencia del sinterizado.

Sinterización en fase líquida transitoria

En un compacto que contiene solo partículas de polvo de hierro, el proceso de sinterización en estado sólido generaría cierta contracción del compacto a medida que crecen los cuellos de sinterización.Sin embargo, una práctica común con los materiales PM ferrosos es agregar polvo fino de cobre para crear una fase líquida transitoria durante la sinterización.

A la temperatura de sinterización, el cobre se derrite y luego se difunde en las partículas de polvo de hierro creando una hinchazón.Mediante una cuidadosa selección del contenido de cobre, es posible equilibrar este hinchamiento con la contracción natural del esqueleto de polvo de hierro y proporcionar un material que no cambia en absoluto en sus dimensiones durante la sinterización.La adición de cobre también proporciona un útil efecto fortalecedor de solución sólida.

Sinterización permanente en fase líquida

Para determinados materiales, como los carburos cementados o los metales duros, se aplica un mecanismo de sinterización que implica la generación de una fase líquida permanente.Este tipo de sinterización en fase líquida implica el uso de un aditivo para el polvo, que se derretirá antes que la fase de matriz y que a menudo creará una denominada fase aglutinante.El proceso tiene tres etapas:

Reordenamiento
A medida que el líquido se derrite, la acción capilar empujará el líquido hacia los poros y también hará que los granos se reorganicen en una disposición de empaque más favorable.

Solución-precipitación
En áreas donde las presiones capilares son altas, los átomos preferentemente se disuelven y luego precipitan en áreas de menor potencial químico donde las partículas no están cerca o en contacto.Esto se denomina aplanamiento por contacto y densifica el sistema de forma similar a la difusión de límite de grano en la sinterización de estado sólido.La maduración de Ostwald también ocurrirá donde las partículas más pequeñas se disolverán preferentemente y precipitarán sobre partículas más grandes que conducirán a la densificación.

Densificación final
Densificación de la red esquelética sólida, movimiento líquido desde regiones empaquetadas eficientemente hacia los poros.Para que la sinterización en fase líquida permanente sea práctica, la fase principal debe ser al menos ligeramente soluble en la fase líquida y el aditivo "aglutinante" debe fundirse antes de que ocurra una sinterización importante de la red de partículas sólidas; de lo contrario, no se producirá la reorganización de los granos.