L’alligazione meccanica è una tecnica di lavorazione delle polveri metallurgiche utilizzata per creare metalli in lega da polveri elementari e prelega. Questo processo in due parti viene realizzato frantumando i materiali di base in un mulino a palle, seguito da saldatura a freddo. Il processo di lega meccanica può produrre metalli superlegati di design che ereditano proprietà fisiche desiderabili delle varie polveri elementari utilizzate nella loro creazione. Grazie a questa capacità, il processo è stato utilizzato per creare metalli in superlega utilizzati nella costruzione di veicoli spaziali e apparecchiature satellitari.
La prima fase del processo è chiamata fratturazione. Ciò comporta essenzialmente la frantumazione dei metalli o degli elementi prelegati in una forma fine in polvere. Schiacciando i materiali di base in una tale polvere, si formano migliori legami molecolari nel successivo processo di saldatura a freddo. Per svolgere il compito di fratturazione, viene utilizzato un tipo speciale di smerigliatrice industriale.
Il mulino a palle è un macinino rotante a forma di botte che funziona allo stesso modo di un bicchiere da roccia. Nella lega meccanica, i metalli saldati a freddo vengono inseriti nella canna insieme ai mezzi di macinazione. Mentre i mezzi di macinazione possono variare, le opzioni comuni includono ciottoli di selce e sfere in ceramica o acciaio inossidabile. Quando viene attivato il mulino a sfere, la canna inizia a ruotare e fa rotolare all’interno la combinazione di metallo e materiale di macinazione. Man mano che il supporto scende a cascata, riduce il metallo in polvere per prepararlo alla fase successiva del processo.
La seconda parte del processo di lega meccanica è la saldatura a freddo. Ciò comporta il posizionamento delle polveri dei componenti prelega insieme sotto l’estrema pressione di un vuoto. Le polveri metalliche vengono quindi riscaldate a temperature elevate alle quali si verifica un processo chiamato sinterizzazione e si possono formare legami molecolari. Queste alte temperature combinate con la pressione del vuoto essenzialmente fondono, o saldano, la polvere metallica senza la necessità di fonderla.
La saldatura a freddo è così chiamata perché, a differenza della saldatura tradizionale, i metalli non raggiungono mai uno stadio fuso. Invece di fondere i metalli per ottenere la fusione, il metallo saldato a freddo viene riscaldato a meno di un grado di distanza dalla sua temperatura di fusione utilizzando la pressione isostatica calda (HIP). Questa temperatura è chiamata punto di ricristallizzazione. L’uso di HIP nel processo di lega meccanica aiuta nella creazione di una granulometria uniforme in tutta la lega. Produce anche metalli resistenti al calore e superleghe. L’uso di HIP assicura che qualsiasi stress molecolare dal processo di saldatura a freddo sia negato.