Порошко́вая металлурги́я, производство порошков металлов, сплавов, металлоподобных соединений и изготовление из них (или из их смесей с неметаллическими порошками) полуфабрикатов и изделий без расплавления основного компонента. Основоположниками порошковой металлургии считаются П. Г. Соболевский и В. В. Любарский, которые в 1826 г. для изготовления платиновых монет разработали способ горячего прессования, ставший одним из основных приёмов порошковой металлургии.

Технология порошковой металлургии включает получение исходных металлических порошков, компактирование (формование) порошков или их смесей в заготовки с заданными формой и размерами, спекание (термическая обработка заготовок при температуре ниже точки плавления всего металла или основной его части). После спекания изделия обычно имеют некоторую пористость (от нескольких процентов до 30–40 % и более). С целью уменьшения пористости или полного устранения её, повышения механических свойств и доводки до точных размеров применяется дополнительная обработка давлением (холодная или горячая) спечённых изделий; иногда используют также термическую, термохимическую или термомеханическую обработку. В некоторых вариантах технологии отпадает операция формования, когда засыпанные в соответствующие формы порошки спекают.

Порошковая металлургия позволяет получать материалы из металлов, которые не смешиваются в жидком состоянии (например, железо – свинец, вольфрам – медь), а также из металлов с неметаллами (медь – графит, алюминий – оксид алюминия, карбид вольфрама – кобальт), из некоторых оксидов металлов [оксид железа(lll) и монооксид марганца, оксид железа(lll) и оксид никеля(II)] и изделия с уникальными свойствами, которые невозможно изготовить другими способами (например, металлические фильтры, пористые подшипники).

Получение порошков (размер частиц 0,01–500 мкм) осуществляют механическими и физико-химическими методами. К механическим методам относят измельчение твёрдых и диспергирование жидких металлов и их соединений, сплавов. Такими способами получают порошки бронз, латуней, олово, серебро, алюминий, других металлов и сплавов.

Физико-химические методы получения металлических порошков включают:

• восстановление оксидов металлов углеродом, водородом или углеводородными газами (порошков железа, кобальта, никеля, вольфрама, молибдена, меди, ниобия и других металлов);

• металлотермические способы – восстановление соединений металлов (например, оксидов, галогенидов) другими металлами;

• разложение карбонилов металлов, металлоорганических соединений (порошков никеля, железа, вольфрама, молибдена);

• электролиз водных растворов (порошков железа меди, никеля) и расплавов солей (порошков титана, циркония, ниобия, тантала, железа, урана).

Порошки металлоподобных соединений получают такими же методами или синтезом из простых веществ.

Компактированием порошков получают полуфабрикаты (прутки, трубы, ленты) либо отдельные заготовки, по форме приближающиеся к конечным изделиям.

Основные виды компактирования:

• прессование в жёстких металлических матрицах;

• прокатка;

• изостатическое прессование жидкостью или газом;

• мундштучное прессование;

• шликерное литьё;

• высокоскоростное прессование;

• инжекционное формование.

После компактирования получают пористый компактный материал, обладающий достаточной прочностью для сохранения приданной ему формы при последующих операциях.

Спекание заготовок осуществляют при температуре ниже температуры плавления хотя бы одного из компонентов с целью повышения плотности и обеспечения определённого комплекса механических и физико-химических свойств изделия. Нагрев изделий осуществляют в электропечах, индукционных печах, прямым пропусканием тока. Спекание и прессование могут быть совмещены в одном процессе (спекание под давлением, горячее прессование).

Применяются технологические процессы получения и обработки порошков разных материалов плазменной струёй или дугой. Испарением в плазме исходных дисперсных материалов и жидкостей с последующей конденсацией изготовляют высокодисперсные (5–100 нм) порошки металлов и химических соединений (Mo, Ni, Fe, SiN, Аl₂О₃ и др.). Нагревом и плавлением дисперсных материалов основы с испарением и конденсацией материала покрытия на поверхности частиц в плазменных струях получают плакированные (композитные) порошки (например, систем W–Cu, TiC–Ni–Mo, Аl₂О₃–W, Аl₂О₃–Ni, ZrO₂–W, BC–Ni), используемые для получения жаропрочных материалов, режущего инструмента.

Все основные процессы порошковой металлургии, как производства порошков, так и их переработки в металлургические заготовки или изделия, принципиально более чистые и не загрязняют окружающую среду в сравнении со многими процессами традиционной металлургии.