1．粉末

粉末制取是粉末冶金的基礎，現(xiàn)有的制粉方法大體可分為兩類：機械法和物理化學法。機械法包括機械粉碎法和霧化法。物理化學法包括還原法、電解法、電化學腐蝕法、還原一化合法、氣相沉積法、液相沉積法等。其中以還原法、霧化法和電解法應用最廣。

粉末的形狀與結構、粒度、粒形、密度、流動性、壓制性、成形性等對粉末冶金制品的質量影響極大。

2．預處理

為了獲得合格的粉末冶金制品，制坯前需對粉末進行降低雜質等處理，即將粉末進行退火、篩分、混合（包括與成形劑與潤滑劑及粘結劑混合）、制粒、干燥等處理。

3．壓坯

將經(jīng)過預處理金屬粉末或混合粉末壓實成具有一定形狀、尺寸、強度與孔隙度的壓坯，粉末坯的成形方法很多，如壓制成形、等靜壓成形、注射成形、粉末軋制成形、爆炸成形、粉漿澆注成形等方法。

粉末冶金最常用的成形方法是模壓成形（如圖1所示），壓力一般為1～1600MPa；在高溫下施以等靜壓成形，同時還可進行燒結，以制得接近完全致密的制品。粉末注射成形與塑料注射成形技術相似，曾被譽為21世紀的成形技術。粉漿澆注成形則是將粉末與適當?shù)囊后w混合，制成具有流動性的粉漿，注入具有所需形狀的石膏模中澆注成形，待石膏模將粉漿中液體吸干后，拆模取出澆注的坯件。

圖1    模壓成形

4．燒結

燒結是粉末冶金工藝中的關鍵工序。成形后的坯塊還屬于散沙，不能直接使用，坯塊必須在適當?shù)臏囟群蜌夥罩屑訜幔l(fā)生一系列物理和化學變化，使松散坯塊內(nèi)的粉末顆粒進一步結合起來，減少孔隙體積、孔隙數(shù)量并使孔隙形狀變簡單，使成形的粉末坯塊強化和致密化，達到所要求的性能。

1)燒結過程

燒結是一個很復雜的過程。在燒結過程中，粉末體要經(jīng)歷一系列的物理和化學變化，如水分或有機物的蒸發(fā)或揮發(fā)，吸附氣體的排除，應力的消除等，過程通常包括粉末顆粒表面氧化物的還原、顆粒間的物質遷移、再結晶和晶粒長大三個階段（見圖2）。

圖2  粉末燒結示意

(1)粘結階段：壓坯的原始接觸點或面靠范德華力粘結。燒結的初期，顆粒間的原始接觸點或面轉變成晶體結合，即經(jīng)過生核、結晶長大形成燒結頸。此階段粉末顆粒內(nèi)部的晶粒、顆粒外形不發(fā)生變化。

(2)燒結頸長大階段：隨著原子向顆粒結合面大量遷移使燒結頸擴大、顆粒間距離縮小，形成連續(xù)的孔隙網(wǎng)絡。由于晶粒長大、晶界越過孔隙移動，使孔隙大量消失，該階段燒結體收縮，密度和強度增加。

(3)孔隙球化、縮小與閉孔階段：當燒結體的相對密度達到90%以后，孔隙網(wǎng)絡被分割，閉孔數(shù)量大為增加，孔隙形狀趨于球化并不斷縮小。燒結體收縮已緩慢，主要依靠小孔的消失和孔隙數(shù)量的減少。

2)影響燒結體性能的因素

影響燒結體性能的因素有燒結溫度、時間、燒結氣氛、粉末粒度、壓坯密度、原料及雜質。

(1)燒結溫度與時間的影響

①燒結溫度與時間對燒結體性能的影響：燒結溫度為主成分熔點的2/3。在一定范圍內(nèi)，隨燒結溫度的提高，燒結體的密度、強度、導電性不斷增加。

②燒結溫度與時間對收縮率（尺寸精度）的影響：控制燒結制品的密度和尺寸精度，對生產(chǎn)粉末零件是極為重要的?？刂瞥叽缇缺瓤刂泼芏雀щy?？刂泼芏戎饕靠刂浦婆鲏毫?，而尺寸精度不僅與壓力有關，還與燒結的參數(shù)有關，燒結體在各個方向上尺寸的收縮各不相同。燒結過程中多數(shù)情況下壓制的燒結件尺寸是收縮的，但由于某些原因有時也會膨脹，如制坯時壓力過大、燒結升溫速度過快，或燒結溫度過高、燒結時間過長等。

③燒結溫度與時間對燒結體顯微組織的影響：顯微組織中的孔隙形態(tài)、分布及大小對燒結體性能影響最大。

(2)燒結氣氛對燒結體性能的影響

燒結一般是在真空或還原氣氛中進行，材料不氧化也不會被污染。

燒結氣氛的作用：①防止或減少周圍環(huán)境對燒結體產(chǎn)生有害反應，如氧化、脫碳等；②排除有害雜質如吸附氣體、表面氧化物、內(nèi)部夾雜；③維持或改變燒結材料中的有用成分。

燒結氣氛類型：氧化（純氧、空氣、水蒸氣）氣氛、還原（純氫、分解氨、煤氣等）氣氛、惰性（氮、氬、氦及真空）或中性（二氧化碳、水蒸氣）氣氛、滲碳(CO、CH4)氣氛、氮化(NH3)氣氛。

5．燒結體的后處理

燒結完成后，根據(jù)產(chǎn)品的不同要求可采取多種后處理方式，如精整、浸油、機加工、熱處理或各種表面處理。