粉末冶金工藝的一般流程是：制粉、壓實(shí)、燒結(jié)(包括熱等靜壓、冷等靜壓等)、鍛造、精加工。快速凝固、機(jī)械合金化以及其他粉末冶金(P/M)工藝被用來(lái)發(fā)展成分均勻的高強(qiáng)度、耐高溫和抗腐蝕的新型鋁合金，這是標(biāo)準(zhǔn)鑄錠合金(I/M)工藝所做不到的。
鋁粉末冶金預(yù)成形坯適合于用鍛造方法生產(chǎn)結(jié)構(gòu)零件。鍛造鋁的預(yù)成形坯時(shí)，可熱鍛或冷鍛，要在燒結(jié)坯上涂以石墨潤(rùn)滑劑，以使之在鍛造時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)慕饘倭鲃?dòng)。對(duì)于需要嚴(yán)格充滿模膛的零件，推薦在300～400℃下進(jìn)行熱鍛。鍛造壓力通常不高于345MPa。鍛造一般是用封閉模進(jìn)行的，因此，不會(huì)產(chǎn)生飛邊，并且，鍛造時(shí)僅只產(chǎn)生密實(shí)與側(cè)向流動(dòng)。普通鍛件的切屑損失接近50%，而粉末冶金鍛件不到10%。鍛造的粉末冶金零件，其密度大于99.5%理論密度，強(qiáng)度比非鍛造粉末冶金零件高40%～60%，疲勞耐久極限提高1倍以上。其他方面，與普通鍛件相似。
1.高強(qiáng)度預(yù)合金化粉末冶金鋁合金
研究發(fā)現(xiàn)高強(qiáng)度預(yù)合金化粉末鋁合金7090，7091，X7064，CW67和IN9021等，可用所有現(xiàn)有的鍛壓技術(shù)進(jìn)行鍛造，并能加工成各種類(lèi)型的開(kāi)式模鍛件和閉式模鍛件。這些合金的流動(dòng)應(yīng)力和變形行為與7075合金的差不多，所推薦的鍛造溫度與7010，7049，7050或7075合金的相同，而模具預(yù)熱溫度與表10相同。
快速凝固或合金化粉末可通過(guò)一些固結(jié)技術(shù)，例如真空熱壓或熱等靜壓，制成各種大小的錠坯，其質(zhì)量約從45kg到1360kg。在這種錠坯形式下，高強(qiáng)度預(yù)合金化粉末冶金合金通�？芍苯又瞥慑懠�，或是應(yīng)用其他加工技術(shù)，例如軋制或擠壓技術(shù)，加工成用于鍛造的棒料或板材。應(yīng)用預(yù)合金化粉末冶金技術(shù)制成的鋁-鋰合金要比工業(yè)用鑄錠冶金7×系合金的價(jià)格貴得多的多，所以精密鍛造是*經(jīng)濟(jì)有效的鍛造方法。
高強(qiáng)度預(yù)合金化粉末冶金鋁合金，一般熱處理成T7×狀態(tài)(固溶處理并穩(wěn)定化處理狀態(tài))，以獲得強(qiáng)度與斷裂韌性，以及抗剝離與應(yīng)力腐蝕破裂的*佳組合。預(yù)合金化粉末冶金鋁合金在高強(qiáng)度水平下的抗腐蝕性遠(yuǎn)比鑄錠冶金為好。至于高強(qiáng)度IN9021合金，通常對(duì)其鍛件處理成T4狀態(tài)(固溶處理并自然時(shí)效狀態(tài))。上述一些合金，鑒于它們的優(yōu)良的綜合性能，其鍛件已在航空航天方面得到部分的工業(yè)應(yīng)用。
2.抗腐蝕預(yù)合金化粉末冶金鋁合金鍛件
IN9052合金是一種中等強(qiáng)度預(yù)合金化鋁合金，其力學(xué)性能與鑄錠冶金法(I/M)5083合金的相類(lèi)似，但具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。此合金在較低溫度(小于370℃)下鍛造，其流動(dòng)應(yīng)力和變形特性與5083合金相類(lèi)似。如同高強(qiáng)度粉末冶金鋁合金一樣，IN9052合金也固結(jié)成錠坯，再經(jīng)過(guò)擠壓然后鍛造。由于材料價(jià)格的原因，仍適用于采用精密鍛造的方法。
3.耐高溫預(yù)合金化粉末冶金鋁合金鍛件
幾種快速凝固技術(shù)，包括霧化、離心熔鑄和平面熔鑄已用來(lái)發(fā)展一系列預(yù)合金化鋁合金，這種合金具有大為改善的高溫性能，超過(guò)了現(xiàn)有的鑄錠冶金鍛造鋁合金，例如2219和2618合金，以及A201鑄造鋁合金。發(fā)展這些合金是為了在205～345℃溫度范圍內(nèi)提供具有強(qiáng)化性能的鍛件，這是現(xiàn)有鋁合金達(dá)不到的。
由于這些合金的耐高溫特性，從而發(fā)現(xiàn)很難將它們加工成鍛件，其流動(dòng)應(yīng)力兩倍于7075合金。推薦用于這些合金的鍛造溫度尚未完全確定，但通常在低于370℃溫度下鍛造，以便保持合金的顯微組織特點(diǎn)。所有這些高溫鋁合金屬非熱處理型的，可通過(guò)彌散強(qiáng)化、中間化合物和加工硬化來(lái)改善其力學(xué)性能。
這些合金的加工歷史還對(duì)其進(jìn)一步加工表現(xiàn)出關(guān)鍵的作用。例如，有些合金在固結(jié)錠坯情況下不可鍛的，而必須經(jīng)過(guò)擠壓或其他技術(shù)的初級(jí)加工。然而，當(dāng)今的鍛造工藝的研究工作表明，這些合金可以成功地由精致的閉式模加工，以及能加工成環(huán)形鍛件，其中包括高精度的精密鍛件。
用急冷凝固方法獲得粉末可以大大擴(kuò)大合金的固溶度，合金時(shí)效析出量增多，時(shí)效效果明顯。急冷凝固粉末制成的硬鋁合金，添加了Mg，Cu，Zn等大量固溶元素，在時(shí)效時(shí)析出微小第二相，其結(jié)果強(qiáng)度增加10%～25%，韌性增加20%，疲勞強(qiáng)度增加40%，比剛性增加30%，比強(qiáng)度增加20%，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。創(chuàng)造耐熱鋁合金時(shí)，必須獲得大量的穩(wěn)定的金屬間化合物作為第二相，而一般方法獲得大量金屬間化合物是不容易的，只有通過(guò)急冷凝固才容易得到。
