硬质合金的烧结为液相烧结，即再黏结相呈液相的条件下进行。将压坯在真空炉中加热到1350℃-1600℃。烧结时压坯的线收缩率约为18%，体积收缩在50%左右，收缩量的准确值取决于粉末的粒度和合金的成分。
硬质合金的烧结是一个复杂的物理化学过程,这一过程包括增塑剂脱除、脱气、固相烧结、液相烧结、合金化、致密化、溶解析出等过程。压坯在特定烧结条件下形成具有一定化学成分、组织结构、性能和形状尺寸的制品。这些工艺条件依不同的烧结装置具有较大的差异。
硬质合金真空烧结是在低于1atm(1atm=101325Pa)下进行烧结的工艺过程。在真空条件下烧结，大大降低了粉末表面吸附气体和封闭孔隙内气体对致密化的阻碍作用，有利于扩散过程和致密化的进行，避免了烧结过程中金属与气氛中某些元素的反应，可显著改善液体黏结相与硬质相的湿润性，但真空烧结要注意防止钴的蒸发损失。 真空烧结一般可以分为四个阶段，即增塑剂脱除阶段、预烧阶段、高温烧结阶段、冷却阶段。
增塑剂脱除阶段是从室温开始升温到200℃左右，压坯中粉末颗粒表面吸附的气体在热的作用下脱离颗粒表面，不断从压坯中逃逸出来。压坯中的增塑剂受热化逸出压坯。保持较高的真空度有利于气体的解除和逸出。不同种类增塑剂受热变化的性能不尽相同，制定增塑
剂脱除工艺要根据具体情况进行试验确定。一般增塑剂的气化温度在550℃以下。
预烧阶段是指高温烧结前进行预烧结，使粉末颗粒中的化合氧与碳发生还原反应，生成一氧化碳气体离开压坯，如果这种气体在液相出现时不能排除，将成为封闭孔隙残留在合金中，即使加压烧结，也难以消除。另一方面，氧化存在会严重影响液相对硬质相的湿润性，最终影响硬质合金的致密化过程。在液相出现前，应充分得脱气，并采用尽可能高得真空度。
高温烧结阶段是硬质合金压坯发生致密化得关键阶段，而烧结温度及烧结时间是压坯实现致密化、形成均匀得组织结构、获得所要求性能的重要工艺参数。烧结温度及烧结时间取决于合金成分、粉末粒度、混合料的研磨强度等因素，也受材质总体设计的制约。
冷却阶段是冷却速度影响合金的黏结相成分及结构，产生内部应力。冷却速度应处于受控制状态。烧结热等静压是一种新的烧结技术，也称为低压烧结，在完成脱气，压坯表面孔隙已经封闭，黏结相依旧是液相的条件下，用一定压力的气体加压，促使产品致密化。
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