硬質合金的燒結過程是通過粉末間的接觸，使原子發生遷移進行的。在高溫下，結塊更是十分明顯。粉末受熱，顆粒之間發生粘結，就是我們常說的燒結現象。因此，粉末的等溫燒結過程，按時間大致可以劃分為三個界限不十分明顯的階段，粘結階段、燒結頸長大階段、閉孔隙球化和縮小階段。

 

硬質合金燒結粉末變化圖片

 

1.粘結階段

燒結初期，顆粒間的聯結強度增大，即聯結面上原子間的引力增大。在粉末或粉末壓坯內，顆粒間接觸面上能達到原子引力作用範圍的原子數目有限，顆粒間的原始接觸點或面轉變成晶體結合，即通過成核、結晶長大等原子過程形成燒結頸。在這一階段中，顆粒內的晶粒不發生變化，顆粒外形也基本未變，整個燒結體不發生收縮，密度增加也極微，但是燒結體的強度和導電性由於顆粒結合面增大而有明顯增加。

 

燒結頸長大階段

在高溫下，由於原子振動的振幅加大，發生擴散，接觸面上才有更多的原子進入原子作用力的範圍，形成粘結面，並且隨著粘結面的擴大，燒結體的強度也增加。原子向顆粒結合面的大量遷移使燒結頸擴大，顆粒間距離縮小，燒結頸長大階段小，形成連續的孔隙網路；同時由於晶粒長大，晶界越過孔隙移動，而被晶界掃過的地方，孔隙大量消失。燒結體收縮，密度和強度增加是這個階段的主要特徵。

 

閉孔隙球化和縮小階段

由於燒結頸長大，顆粒間原來相互連通的孔隙逐漸收縮成閉孔，然後逐漸變圓。在孔隙性質和形狀發生變化的同時，孔隙的大小和數量也在改變。當燒結體密度達到90%以後，多數孔隙被完全分隔，閉孔數量大為增加，孔隙形狀趨近球形並不斷縮小。在這個階段，整個燒結體仍可緩慢收縮，但主要是靠小孔的消失和孔隙數量的減少來實現。這一階段可以延續很長時間，但是仍殘留少量的隔離小孔隙不能消除。