Spiekanie to obróbka cieplna stosowana do wypraski proszkowej w celu nadania wytrzymałości i integralności.Temperatura stosowana do spiekania jest niższa od temperatury topnienia głównego składnika materiału metalurgii proszków.

Po sprasowaniu sąsiednie cząstki proszku są utrzymywane razem za pomocą zimnych spawów, które nadają wyprasce wystarczającą „zieloną wytrzymałość” do manipulowania.W temperaturze spiekania procesy dyfuzyjne powodują tworzenie się szyjek i wzrost w tych punktach styku.

Istnieją dwa niezbędne prekursory, zanim ten mechanizm „spiekania w stanie stałym” może mieć miejsce:
1.Usunięcie smaru dociskowego poprzez odparowanie i wypalenie oparów
2. Redukcja powierzchniowych tlenków cząstek proszku w wyprasce.

Te etapy i sam proces spiekania są na ogół osiągane w pojedynczym, ciągłym piecu przez rozważny wybór i podział na strefy atmosfery pieca oraz przez zastosowanie odpowiedniego profilu temperaturowego w całym piecu.

Hartowanie spiekane

Dostępne są piece do spiekania, które mogą stosować przyspieszone tempo chłodzenia w strefie chłodzenia i opracowano gatunki materiałów, które mogą przekształcić się w mikrostruktury martenzytyczne przy tych szybkościach chłodzenia.Ten proces, wraz z późniejszą obróbką odpuszczającą, jest znany jako hartowanie przez spiekanie, proces, który pojawił się w ostatnich latach, ma wiodący sposób na zwiększenie wytrzymałości spieku.

Przejściowe spiekanie w fazie ciekłej

W wyprasce, która zawiera tylko cząstki sproszkowanego żelaza, proces spiekania w stanie stałym powodowałby pewne kurczenie się wypraski w miarę wzrostu szyjek spiekanych.Jednak powszechną praktyką w przypadku żelaznych materiałów PM jest dodawanie drobnego proszku miedzi w celu wytworzenia przejściowej fazy ciekłej podczas spiekania.

W temperaturze spiekania miedź topi się, a następnie dyfunduje do cząstek proszku żelaza, powodując pęcznienie.Dzięki starannemu doborowi zawartości miedzi możliwe jest zrównoważenie tego pęcznienia z naturalnym skurczem szkieletu proszku żelaza i uzyskanie materiału, który w ogóle nie zmienia wymiarów podczas spiekania.Dodatek miedzi zapewnia również użyteczny efekt wzmocnienia roztworu stałego.

Trwałe spiekanie w fazie ciekłej

W przypadku niektórych materiałów, takich jak węgliki spiekane czy węgliki spiekane, stosuje się mechanizm spiekania polegający na wytworzeniu trwałej fazy ciekłej.Ten rodzaj spiekania w fazie ciekłej polega na zastosowaniu dodatku do proszku, który topi się przed fazą matrycy i który często tworzy tzw. fazę wiążącą.Proces ma trzy etapy:

Przegrupowanie
Gdy ciecz topi się, działanie kapilarne wciągnie ciecz do porów, a także spowoduje zmianę ułożenia ziaren w bardziej korzystny układ upakowania

Wytrącanie roztworu
W obszarach, w których ciśnienie kapilarne jest wysokie, atomy preferencyjnie przechodzą do roztworu, a następnie wytrącają się w obszarach o niższym potencjale chemicznym, gdzie cząstki nie są blisko lub nie stykają się.Nazywa się to spłaszczaniem kontaktowym i zagęszcza układ w sposób podobny do dyfuzji na granicach ziaren w spiekaniu w stanie stałym.Dojrzewanie Ostwalda nastąpi również tam, gdzie mniejsze cząstki preferencyjnie wejdą do roztworu i wytrącą się na większych cząstkach, prowadząc do zagęszczenia.

Ostateczne zagęszczenie
Zagęszczanie stałej sieci szkieletowej, ruch cieczy z efektywnie upakowanych obszarów do porów.Aby trwałe spiekanie w fazie ciekłej było praktyczne, główna faza powinna być co najmniej słabo rozpuszczalna w fazie ciekłej, a dodatek „spoiwa” powinien stopić się przed wystąpieniem jakiegokolwiek większego spiekania sieci cząstek stałych, w przeciwnym razie nie nastąpi przegrupowanie ziaren.