硬质合金由于其优越的性能,如高强度、硬度以及优良的耐磨性和抗氧化性,被广泛应用于机械加工、石油采矿、模具成型和结构耐磨件等领域。硬质合金生产中烧结是最重要的一道工序,即使压坯相同,采用不同的烧结工艺,对烧结产品的性能有着不同的影响。长期以来,各国科研工作者在实际生产中逐渐形成了多种烧结方法,较为传统的包括真空烧结、热等静压烧结、真空后续热等静压、烧结热等静压等。
80年代纳米级硬质合金问世以来,又逐渐形成了新型烧结方法,如微波烧结、场辅助烧结(如放电等离子体烧结、等离子体活化烧结)、二阶段烧结、选择性激光烧结等。
真空烧结(Vacuum Sintering)是目前硬质合金烧结较为普遍采用的一种方法,始于上世纪三十年代,
近三十年获得了较大的发展。所谓真空烧结,就是在负压的气体介质中烧结压制的过程。真空烧结能提高炉气纯度,同时负压改善了粘结相对硬质相的润湿性。真空烧结具有如下优点:在真空条件下完成的烧结,大大降低了粉末表面吸附气体和封闭孔隙内气体对粉体致密化的阻碍作用,有利于扩散过程的进行,因而有利于致密化;能够更好地排除烧结体中si、Mg、Ca等微量氧化物杂质,从而提高硬质合金的纯度;改善液相烧结的润湿性,有利于收缩和改善合金组织。其缺点是:产品内部有少量孔隙和缺陷;烧结体的碳含量会降低。
热等静压烧结是在烧结时用惰性气体、液态金属或固体颗粒作为压力传递介质对烧结体的各个方向施加相等的压力,这可以克服普通热压烧结压力的不均匀和由此引起的产品性能的不均匀。硬质合金的热等静压烧结可以较好地消除合金中的孔隙和烧结后的钻池,抑制WC品粒的长大。肯纳金属公司于1967年安装了第一台加热腔体为277mm×1270mm、温度可达1500oC、压力可达
140MPa的热等静压机,率先把热等静压技术成功地 应用于硬质合金生产。从此以后,热等静压技术在国外(特别是在美国)得到了迅速发展。