粉末冶金是一個總括術語，包括各種制造工藝。這些工藝的共同點是在零件制造中使用粉末原料。燒結是一種熱處理，通常用于提高給定材料的強度和結構完整性。粉末冶金工藝使用燒結將金屬粉末和其他材料轉化為終用途零件。燒結通常在具有不同溫度區的單個細長爐中進行。

為了促進該過程，合金元素或壓制潤滑劑可以添加到金屬粉末中。在傳統的固態燒結中，壓制潤滑劑首先通過蒸汽的蒸發或燃燒來消除。顆粒表面的氧化物也必需充分還原，以使該過程正常進行。

燒結過程：初始階段

燒結過程在熔爐中進行，熔爐以與馬氏體晶體結構形成一致的速度冷卻材料。

起初，不連續的顆粒仍然存在，因為沒有壓實或熔化。在粉末冶金中，選定的燒結溫度總是低于材料中主要金屬的熔點。然而，所選擇的溫度足夠高，以促進相鄰顆粒之間接觸點的頸部形成，盡管通道保留在頸部之間。

在與粉末冶金相關的傳統燒結中，顆粒起初通過冷焊結合在一起。這使得粉末壓塊具有足夠的生坯強度，以便在進一步加工過程中保持在一起。

燒結過程：中間階段

在燒結過程的中間階段，隨著相鄰頸部逐漸合并和顆粒擴散，堆積密度增加。由此產生的通道閉合增加了致密化。實現這一點的兩種常見方法是瞬時液相燒結和液相燒結。

瞬時液相燒結

瞬時液相燒結可能涉及向鐵粉中添加銅粉，以抵消燒結過程中可能出現的自然磁極收縮。在常規燒結溫度下，銅熔化，熔化的銅注入并膨脹鐵顆粒。經過仔細計算的銅含量會導致膨脹，從而準確抵消原本會發生的收縮。當物體冷卻變硬時，熔化的銅進一步強化了物體。

液相燒結

久燒結概念促進毛細作用，將液體吸引到開放的孔中，導致顆粒移動，從而改善堆積。久性液相燒結通常用于硬質合金等材料。

燒結過程：后階段

在燒結過程的后階段，孔隙收縮，體積減小。可能會保留一些獨立的孔隙，但燒結過程早期存在的松散堆積的材料已在很大程度上轉變為固態材料。

在久液相燒結的后階段，液體從更密集的區域遷移到剩余的孔隙中。成功地將顆粒重新排列成理想的堆積體通常需要熔化粘合劑添加劑。

一旦粉末冶金過程中的燒結完成，有多種二次操作可以用來進一步優化性能，例如用樹脂或油浸漬和用熔融金屬滲透。二次加工還包括各種形式的表面工程，如機械加工、噴丸、蒸汽處理、氣相沉積和高速熱噴涂。