Le frittage est un traitement thermique appliqué à une poudre compacte afin de lui conférer résistance et intégrité.La température utilisée pour le frittage est inférieure au point de fusion du constituant principal du matériau de la métallurgie des poudres.

Après compactage, les particules de poudre avoisinantes sont maintenues ensemble par des soudures à froid, ce qui confère au compact une "résistance à vert" suffisante pour être manipulé.A la température de frittage, les processus de diffusion provoquent la formation et la croissance de cols à ces points de contact.

Il y a deux précurseurs nécessaires avant que ce mécanisme de « frittage à l'état solide » puisse avoir lieu :
1.Élimination du lubrifiant de pressage par évaporation et combustion des vapeurs
2. Réduction des oxydes de surface des particules de poudre dans le compact.

Ces étapes et le processus de frittage lui-même sont généralement réalisés dans un seul four continu par un choix et un zonage judicieux de l'atmosphère du four et en utilisant un profil de température approprié dans tout le four.

Durcissement par frittage

Des fours de frittage sont disponibles qui peuvent appliquer des vitesses de refroidissement accélérées dans la zone de refroidissement et des qualités de matériaux ont été développées qui peuvent se transformer en microstructures martensitiques à ces vitesses de refroidissement.Ce processus, associé à un traitement de revenu ultérieur, est connu sous le nom de durcissement par frittage, un processus qui est apparu, ces dernières années, comme un moyen majeur d'améliorer la résistance du fritté.

Frittage transitoire en phase liquide

Dans un compact qui ne contient que des particules de poudre de fer, le processus de frittage à l'état solide générerait un certain rétrécissement du compact à mesure que les cols de frittage se développent.Cependant, une pratique courante avec les matériaux PM ferreux consiste à ajouter une fine poudre de cuivre pour créer une phase liquide transitoire pendant le frittage.

A température de frittage, le cuivre fond puis se diffuse dans les particules de poudre de fer en créant un gonflement.En sélectionnant soigneusement la teneur en cuivre, il est possible d'équilibrer ce gonflement par rapport au retrait naturel du squelette de la poudre de fer et de fournir un matériau dont les dimensions ne changent pas du tout pendant le frittage.L'addition de cuivre fournit également un effet fortifiant de solution solide utile.

Frittage permanent en phase liquide

Pour certains matériaux, tels que les carbures cémentés ou les métaux durs, un mécanisme de frittage impliquant la génération d'une phase liquide permanente est appliqué.Ce type de frittage en phase liquide implique l'utilisation d'un additif à la poudre, qui va fondre avant la phase matrice et qui va souvent créer une phase dite liante.Le processus comporte trois étapes :

Réarrangement
Au fur et à mesure que le liquide fond, l'action capillaire attirera le liquide dans les pores et entraînera également le réarrangement des grains dans un arrangement d'emballage plus favorable.

Précipitation en solution
Dans les zones où les pressions capillaires sont élevées, les atomes iront préférentiellement en solution puis précipiteront dans les zones de potentiel chimique plus faible où les particules ne sont pas proches ou en contact.Ceci est appelé aplatissement de contact et densifie le système d'une manière similaire à la diffusion aux joints de grains dans le frittage à l'état solide.La maturation d'Ostwald se produira également là où des particules plus petites entreront préférentiellement en solution et précipiteront sur des particules plus grosses conduisant à une densification.

Densification finale
Densification du réseau squelettique solide, mouvement liquide des régions efficacement emballées dans les pores.Pour que le frittage permanent en phase liquide soit pratique, la phase majeure doit être au moins légèrement soluble dans la phase liquide et l'additif "liant" doit fondre avant tout frittage majeur du réseau particulaire solide, sinon le réarrangement des grains ne se produira pas.