Sinteriranje je toplinska obrada koja se primjenjuje na kompaktni prah kako bi se dobila čvrstoća i cjelovitost.Temperatura koja se koristi za sinteriranje ispod je tališta glavnog sastojka materijala metalurgije praha.

Nakon zbijanja, susjedne čestice praha drže se zajedno hladnim zavarivanjem, što daje kompaktu dovoljnu "zelenu čvrstoću" za rukovanje.Na temperaturi sinteriranja procesi difuzije uzrokuju stvaranje i rast grlića na tim kontaktnim točkama.

Postoje dva potrebna prethodnika prije nego što se ovaj mehanizam "sinteriranja čvrstog stanja" može dogoditi:
1. Uklanjanje maziva za prešanje isparavanjem i spaljivanjem para
2. Redukcija površinskih oksida iz čestica praha u kompaktu.

Ovi koraci i sam proces sinteriranja općenito se postižu u jednoj, kontinuiranoj peći promišljenim izborom i zoniranjem atmosfere peći i korištenjem odgovarajućeg temperaturnog profila u cijeloj peći.

Sinterovanje

Dostupne su peći za sinteriranje koje mogu primijeniti ubrzane stope hlađenja u zoni hlađenja, a razvijene su i vrste materijala koje se mogu transformirati u martenzitne mikrostrukture pri tim brzinama hlađenja.Ovaj proces, zajedno s naknadnim tretmanom kaljenja, poznat je kao kaljenje sinteriranjem, proces za koji se posljednjih godina pokazalo da ima vodeće sredstvo za povećanje čvrstoće sinteriranja.

Prijelazno sinteriranje tekuće faze

U kompaktu koji sadrži samo čestice željeznog praha, proces sinteriranja u čvrstom stanju bi doveo do određenog skupljanja kompakta kako grlovi za sinteriranje rastu.Međutim, uobičajena praksa sa željeznim PM materijalima je dodavanje finog bakrenog praha za stvaranje prolazne tekuće faze tijekom sinteriranja.

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 kostura željeznog praha i osigurati materijal kojem se dimenzije uopće ne mijenjaju tijekom sinteriranja.Dodatak bakra također pruža koristan učinak jačanja čvrste otopine.

Trajno sinteriranje u tekućoj fazi

Za određene materijale, kao što su cementni karbidi ili tvrdi metali, primjenjuje se mehanizam sinteriranja koji uključuje stvaranje trajne tekuće faze.Ova vrsta sinteriranja u tekućoj fazi uključuje upotrebu aditiva u prahu, koji će se rastopiti prije faze matrice i koji će često stvoriti takozvanu fazu veziva.Proces ima tri faze:

Preuređenje
Kako se tekućina topi, kapilarno djelovanje će povući tekućinu u pore i uzrokovati preraspodjelu zrna u povoljniji raspored pakiranja

Otopina-taloženje
U područjima gdje su kapilarni tlakovi visoki, atomi će ponajprije ići u otopinu, a zatim se taložiti u područjima nižeg kemijskog potencijala gdje čestice nisu blizu ili u kontaktu.To se naziva spljoštavanje kontakta i zgušnjava sustav na način sličan difuziji na granicama zrna kod sinteriranja u čvrstom stanju.Također će se dogoditi Ostwaldovo sazrijevanje gdje će manje čestice prijeći u otopinu i taložiti se na većim česticama što dovodi do zgušnjavanja.

Završno zgušnjavanje
Zgušnjavanje čvrste skeletne mreže, kretanje tekućine iz učinkovito zbijenih regija u pore.Kako bi trajno sinteriranje u tekućoj fazi bilo praktično, glavna bi faza trebala biti barem malo topljiva u tekućoj fazi, a aditiv za vezivo trebao bi se rastopiti prije nego dođe do bilo kakvog većeg sinteriranja mreže čvrstih čestica, inače se neće dogoditi preraspodjela zrna.