La aleación mecánica es una técnica de procesamiento de polvos metalúrgicos que se utiliza para crear metales aleados a partir de polvos elementales y prealeados. Este proceso de dos partes se logra triturando los materiales base en un molino de bolas, seguido de soldadura en frío. El proceso de aleación mecánica puede producir metales de superaleación de diseño que heredan las propiedades físicas deseables de los diversos polvos elementales utilizados en su creación. Debido a esta capacidad, el proceso se ha utilizado para crear metales de superaleación utilizados en la construcción de naves espaciales y equipos satelitales.
La primera etapa del proceso se llama fracturamiento. Básicamente, esto implica triturar los metales o elementos prealeados en una forma de polvo fino. Al triturar los materiales base en tal polvo, se forman mejores enlaces moleculares en el proceso de soldadura en frío que sigue. Para realizar la tarea de fracturamiento, se utiliza un tipo especial de amoladora industrial.
El molino de bolas es un molino giratorio en forma de barril que funciona de la misma manera que un tambor de rocas. En la aleación mecánica, los metales soldados en frío se colocan en el barril junto con los medios de molienda. Si bien los medios de molienda pueden variar, las opciones comunes incluyen piedras de pedernal y bolas de cerámica o acero inoxidable. Cuando se activa el molino de bolas, el barril comienza a girar y hace caer la combinación de metal y medios de molienda en el interior. A medida que el medio cae en cascada y cae, tritura el metal hasta convertirlo en polvo para prepararlo para el siguiente paso del proceso.
La segunda parte del proceso de aleación mecánica es la soldadura en frío. Esto implica colocar los polvos de los componentes de la prealeación juntos bajo la presión extrema de un vacío. Luego, los polvos metálicos se calientan a altas temperaturas en las que se produce un proceso llamado sinterización y se pueden formar enlaces moleculares. Estas altas temperaturas combinadas con la presión del vacío esencialmente fusionan, o sueldan, el polvo metálico sin necesidad de fundirlo.
La soldadura en frío se llama así porque, a diferencia de la soldadura tradicional, los metales nunca alcanzan una etapa de fusión. En lugar de fundir los metales para lograr la fusión, el metal soldado en frío se calienta a menos de un grado de su temperatura de fusión utilizando presión isostática caliente (HIP). Esta temperatura se denomina punto de recristalización. El uso de HIP en el proceso de aleación mecánica ayuda a crear un tamaño de grano uniforme en toda la aleación. También produce metales resistentes al calor y superaleaciones. El uso de HIP asegura que se anule cualquier esfuerzo molecular del proceso de soldadura en frío.