Sinterstahl ist eine Metallart, die einem Sinterprozess unterzogen wurde, bei dem Metallpulver unter seinen Schmelzpunkt erhitzt wird, bis die Partikel eine molekulare Bindung eingehen. Metalle wie Eisen, Kupfer und Aluminium werden üblicherweise zu Sinterstahl verarbeitet. Gesinterte Stähle besitzen normalerweise eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine langsame Verformungsgeschwindigkeit.
Bei der Herstellung von Sinterstahl gibt es drei Hauptstufen: Pulverisieren, Formen und Kompaktieren. Im ersten Schritt wird Stahlerz zu Pulver verarbeitet. Mahlen, Zerstäuben, chemische Reaktion und Zentrifugalzerkleinerung sind vier Möglichkeiten zur Herstellung von Metallpulver.
Das Pulver wird in eine Formpresse überführt. Metallprodukte mit filigranen Formen und Details lassen sich mit diesem Verfahren effizienter herstellen, da sich die Partikel besser an die Form anpassen. Die Form wird dann unter Druck gesetzt und verdichtet. Wärme wird hinzugefügt, um die Partikel zu verschmelzen. In einigen Fällen kann das Sintermetall erneut gepresst werden, um die Porosität zu verringern.
Obwohl Sinterstahl leicht zu formen ist, kann er schwierig zu bearbeiten sein. Die ungleichmäßigen Partikel erzeugen eine abrasive Oberfläche, die den Verschleiß der Bearbeitungswerkzeuge beschleunigt. Um die Bearbeitbarkeit zu erhöhen, werden dem Grundmetall Zusatzstoffe wie Phosphor, Schwefel und Tellur beigemischt, um eine glattere Oberfläche zu erzielen.
Im Gegensatz zur traditionellen Metallurgie, bei der Stahl vor der Formgebung in einen mehr oder weniger flüssigen Zustand geschmolzen wird, wird gesinterter Stahl noch in Pulverform geschmiedet. Da nicht geschmolzen werden muss, entfallen mehrere Phasen aus dem herkömmlichen Verfahren. Dies verkürzt die Herstellungszeit, die für die Großserienproduktion entscheidend sein kann.
Zum Sintern von Stahl wird eine relativ niedrige Temperatur benötigt. Dadurch werden Wolfram und andere Metalle mit hohen Schmelztemperaturen häufig zu Sinterstahl verarbeitet. Metalle, die sich beim Schmelzen nicht leicht legieren lassen, können durch Sintern kombiniert werden. Titankarbid, ein zähes Metall, das bei der Bearbeitung von Spitzen und Außenflächen von Raumfahrzeugen verwendet wird, wird mit diesem Verfahren hergestellt.
Beim Sintern entstandene Lücken zwischen den Partikeln erhöhen die Porosität des Stahls. Dieses Attribut ermöglicht die Herstellung von gesinterten Edelstahlfiltern, die zum Filtern von Luft und Chemikalien verwendet werden können. Da gesinterter Edelstahl außerdem enormer Hitze standhalten kann, wird er häufig in Umgebungen unter extremen Bedingungen eingesetzt.
Bei Motorrädern wird als Bremsbelagbauteil regelmäßig gesinterter Kupferstahl verwendet. Es bietet im Vergleich zu organischen Bremsbelägen relativ mehr Bremskraft und Hitzebeständigkeit. Die Fähigkeit, nach wiederholtem Brechen langlebig zu bleiben, hat es bei Motorradenthusiasten beliebt gemacht. Kugellager aus Sinterstahl finden sich häufig in Industriemaschinen. Räume innerhalb der Lager halten Flüssigkeit zurück, wodurch sie richtig geschmiert werden.