硬質(zhì)合金具有很高的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性，被譽(yù)為“工業(yè)牙齒”，用于制造切削工具、刀具、鈷具和耐磨零部件，廣泛應(yīng)用于軍工、航天航空、機(jī)械加工、冶金、石油鉆井、礦山工具、電子通訊、建筑等領(lǐng)域，伴隨下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，硬質(zhì)合金市場(chǎng)需求不斷加大。并且未來(lái)高新技術(shù)武器裝備制造、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及核能源的快速發(fā)展，將大力提高對(duì)高技術(shù)含量和高質(zhì)量穩(wěn)定性的硬質(zhì)合金產(chǎn)品的需求。
除碳原子外，氮原子、硼原子也能進(jìn)入金屬晶格的空隙中，形成間隙固溶體。它們與間隙型碳化物的性質(zhì)相似，能導(dǎo)電、導(dǎo)熱、熔點(diǎn)高、硬度大，同時(shí)脆性也大。
硬質(zhì)合金的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結(jié)金屬。
硬化相是元素周期表中過(guò)渡金屬的碳化物，如碳化鎢、碳化鈦、碳化鉭，它們的硬度很高，熔點(diǎn)都在2000℃以上，有的甚至超過(guò)4000℃。另外，過(guò)渡金屬的氮化物、硼化物、硅化物也有類(lèi)似的特性，也可以充當(dāng)硬質(zhì)合金中的硬化相。硬化相的存在決定了合金具有硬度和耐磨性。
粘結(jié)金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷和鎳。
制造硬質(zhì)合金時(shí)，選用的原料粉末粒度在1～2微米之間，且純度很高。原料按規(guī)定組成比例進(jìn)行配料，加進(jìn)酒精或其他介質(zhì)在濕式球磨機(jī)中濕磨，使它們充分混合、粉碎，經(jīng)干燥、過(guò)篩后加入蠟或膠等一類(lèi)的成型劑，再經(jīng)過(guò)干燥、過(guò)篩制得混合料。然后，把混合料制粒、壓型，加熱到接近粘結(jié)金屬熔點(diǎn)（1300～1500℃）的時(shí)候，硬化相與粘結(jié)金屬便形成共晶合金。經(jīng)過(guò)冷卻，硬化相分布在粘結(jié)金屬組成的網(wǎng)格里，彼此緊密地聯(lián)系在一起，形成一個(gè)牢固的整體。硬質(zhì)合金的硬度取決于硬化相含量和晶粒粒度，即硬化相含量越高、晶粒越細(xì)，則硬度也越大。硬質(zhì)合金的韌性由粘結(jié)金屬?zèng)Q定，粘結(jié)金屬含量越高，抗彎強(qiáng)度越大。
硬質(zhì)合金的制作是將碳化鎢與鈷以一定的比例混合，加壓成各種形狀，然后半燒結(jié)。此燒結(jié)過(guò)程通常是在真空爐里進(jìn)行。將其置于真空爐里完成燒結(jié)，此時(shí)之溫度大約為攝氏一千三百至一千五百度之間。
硬質(zhì)合金燒結(jié)成型就是將粉末壓制成坯料，再進(jìn)燒結(jié)爐加熱到一定溫度（燒結(jié)溫度），并保持一定的時(shí)間（保溫時(shí)間），然后冷卻下來(lái)，從而得到所需性能的硬質(zhì)合金材料。
硬質(zhì)合金燒結(jié)過(guò)程可以分為四個(gè)基本階段：
1：脫除成形劑及預(yù)燒階段，在這個(gè)階段燒結(jié)體發(fā)生如下變化：
成型劑的脫除，燒結(jié)初期隨著溫度的升高，成型劑逐漸分解或汽化，排除出燒結(jié)體，與此同時(shí)，成型劑或多或少給燒結(jié)體增碳，增碳量將隨成型劑的種類(lèi)、數(shù)量以及燒結(jié)工藝的不同而改變。
粉末表面氧化物被還原，在燒結(jié)溫度下，氫可以還原鈷和鎢的氧化物，若在真空脫除成型劑和燒結(jié)時(shí)，碳氧反應(yīng)還不強(qiáng)烈。粉末顆粒間的接觸應(yīng)力逐漸消除，粘結(jié)金屬粉末開(kāi)始產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶，表面擴(kuò)散開(kāi)始發(fā)生，壓塊強(qiáng)度有所提高。
2：固相燒結(jié)階段（800℃--共晶溫度）
在出現(xiàn)液相以前的溫度下，除了繼續(xù)進(jìn)行上一階段所發(fā)生的過(guò)程外，固相反應(yīng)和擴(kuò)散加劇，塑性流動(dòng)增強(qiáng)，燒結(jié)體出現(xiàn)明顯的收縮。
3：液相燒結(jié)階段（共晶溫度--燒結(jié)溫度）
當(dāng)燒結(jié)體出現(xiàn)液相以后，收縮很快完成，接著產(chǎn)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變，形成合金的基本組織和結(jié)構(gòu)。
4：冷卻階段（燒結(jié)溫度--室溫）
在這一階段，合金的組織和相成分隨冷卻條件的不同而產(chǎn)生某些變化，可以利用這一特點(diǎn)，對(duì)硬質(zhì)合金進(jìn)行熱處理以提高其物理機(jī)械性能。
