硬质合金的烧结过程是通过粉末间的接触，使原子发生迁移进行的。在高温下，结块更是十分明显。粉末受热，颗粒之间发生粘结，就是我们常说的烧结现象。因此，粉末的等温烧结过程，按时间大致可以划分为三个界限不十分明显的阶段，粘结阶段、烧结颈长大阶段、闭孔隙球化和缩小阶段。

 

硬质合金烧结粉末变化图片

 

1.粘结阶段

烧结初期，颗粒间的联结强度增大，即联结面上原子间的引力增大。在粉末或粉末压坯内，颗粒间接触面上能达到原子引力作用范围的原子数目有限，颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，即通过成核、结晶长大等原子过程形成烧结颈。在这一阶段中，颗粒内的晶粒不发生变化，颗粒外形也基本未变，整个烧结体不发生收缩，密度增加也极微，但是烧结体的强度和导电性由于颗粒结合面增大而有明显增加。

 

烧结颈长大阶段

在高温下，由于原子振动的振幅加大，发生扩散，接触面上才有更多的原子进入原子作用力的范围，形成粘结面，并且随着粘结面的扩大，烧结体的强度也增加。原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，烧结颈长大阶段小，形成连续的孔隙网络；同时由于晶粒长大，晶界越过孔隙移动，而被晶界扫过的地方，孔隙大量消失。烧结体收缩，密度和强度增加是这个阶段的主要特征。

 

闭孔隙球化和缩小阶段

由于烧结颈长大，颗粒间原来相互连通的孔隙逐渐收缩成闭孔，然后逐渐变圆。在孔隙性质和形状发生变化的同时，孔隙的大小和数量也在改变。当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔数量大为增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。在这个阶段，整个烧结体仍可缓慢收缩，但主要是靠小孔的消失和孔隙数量的减少来实现。这一阶段可以延续很长时间，但是仍残留少量的隔离小孔隙不能消除。