合金一般在氫中燒結，預製成固溶體後加入到混合料中。合金的燒結過程可分為預燒、燒結和冷卻三個階段。在預燒階段的升溫過程中，成型劑分解，粉末表麵的氧化物被還原，顆粒產生焊接，少量溶解於中。預燒坯的收縮量不大；但具有一定強度。預燒階段屬固相燒結過程。
在燒結階段，隨溫度的升高，在中的溶解度增大。出現液相。繼續升高溫度時，溶入液相的量增多，液相量也不斷增加。燒結收縮劇烈，很快達到致密化。
在液相出現後，硬質合金的燒結是典型的液相燒結過程，這時會發生顆粒的流動和重新分布；挪匸在中的溶解和析出；晶粒的聚集和長大三個過程。
在許多液相燒結過程中，溶解析出的結果，固相晶粒變成球形。而在—係中，晶粒變成三角形或矩形。這是因為晶體與液相的界麵能各向導性，溶解在鎢和在晶粒的晶體學有利的慣習麵上沉澱析出的結果。而晶粒長大則使性能變壞。
燒結溫度和燒結時間
硬質合金在燒結後，有時要進行熱等靜、塗層或熱處理。—合金的熱處理是通過淬火抑製合金中的轉變，從而獲得100%塑性良好的提高合金的韌性。鋼硬質合金的熱處理采用粘結相鋼的熱處理工藝。
硬質合金的成分、組織和性能
國際標準組織按合金的用途、被加工材料對切削硬質合金分類。X類合金用於加工鑄鐵、有色金屬、塑料和木材。類合金用於加工鋼、鑄鋼和切長的可鍛鑄鐵。放類合金是通用合金，可用於加工鋼、鑄鋼、高速鋼、奧氏體鋼、合金鑄鐵和可鍛鑄鐵。字母後麵的數字，隨數的增加，表示合金的韌性提高硬度降低。
硬質合金最重要的機械性能是硬度和抗彎強度。這兩個性能決定了硬質合金的耐磨性和耐衝擊性等使用性能。硬度決定合金的耐磨性，硬質合金的硬度主要受合金的含05量和訊匸晶粒大小的影響。硬度隨含量的增加而下降。細晶粒合金的硬度比粗晶粒合金高。分別是含硬質合金的應用。
硬質合金在切削刀具、礦山工具、模具和耐磨耐蝕工具等方麵有廣泛的應用。
硬質合金可用作車刀、銑刀、鑽頭和鉸刀等。
低鈷的合金刀具，用於切削鑄鐵、有色金屬、非金屬和部分耐熱合金、鈦合金、不鏽鋼等。添加的可用於切削高錳鋼、合金鋼的加工。合金刀隻.主要用於鋼的切削。通用合金也可加工鑄鐵。高速鋼粘結硬質合金主要用作刀具材料，加工有色金屬和合金。一般製成多刀具使用。
合金還用作千分尺、塊規、塞規等量具；噴嘴、襯套、軸承、耐磨道軌、軋輥、化學工業的密封環及閥、泵的零件等耐磨耐蝕件。
合金的抗腐蝕、抗氧化性好，用作油井閥的閥球、金屬熱、熱頂鍛模和量具等。合金的耐蝕性比合金好，可用作各種閥、密封環、熱軌輥、圓珠筆尖等。合金無磁性，可用作鐵氧體成型模、磁帶導向板等。
硬質合金還使用在尖端技術方麵，如用作火箭頭，人造衛星返回大氣層防燃燒的遮板等。
三、金剛石
金剛石的結構和性質
天然金剛石（鑽石）過去隻是名貴的裝飾品，而在近代，金剛石在工業上已有廣泛的應用。1953年和1954年，瑞典的人公司和美國的通用電氣公司分別人工合成出人造金剛石。我國也於60年代初合成出人造金剛石。60年代的燒結金剛石多晶體和70年代的金剛石義硬質合金複合材料的出現，使超硬材料的發展進入一個新的階段。燒結金剛石多晶體和其複合材料被視為第二代超硬材料。
金剛石是自然界已知的最硬物質。金剛石的抗壓強度很高，導熱性極好。金剛石還具有半導體、熱敏、透紅外光等物理性質。金剛石在鑽探、機械加工、電子和空間技術中都有廣泛的應用。
金剛石的性質是由其結構決定的。碳原子的電子層結構是：
碳的外層電子共有四個：25電子兩個，20電子兩個。2.9次層隻有一個軌道。2.9次層可以有三個軌道。電子的電子雲在空間取三個互相垂直的方向軸方向。當碳原子對外發生作用時電子中的一個往往被激發到這時碳原子的電子層結構變為：
四個未成對的電子都可以對外成鍵。這些電子對外成時，不一定按原有的軌道，而是把它們的軌道“混合”起來，組成新的所謂“雜化軌道”對外成鍵。碳原子四個軌道形成四個雜化軌道。它們的對稱軸的方向指向四麵體的頂角，稱為四麵體雜化軌道。當許多碳原子按爐雜化軌道互相成時，每個碳原子要與四個相鄰的碳原子形成四個共價鍵，構成金剛石結構。這種共價鍵是飽和的，方向性很強，分別指向以碳原子為中心的正四麵體的四個頂角。金剛石結構的結合力和方向性都很強，因此，具有最高的硬度。
碳的四個相鄰原子在形成四麵體結構時，存在立方晶係和六方晶係兩種可能性。金剛石一般都是立方晶係，即所示的立方金剛石結構。但是，采用動壓法即爆炸法合成金剛石時，可以形成六方金剛石。
金剛石按其性質可分成I型和Ⅱ型。I型含有氮，Ⅱ型不含氮。I型含氮較多，氮以小片狀存在於晶體中，天然金剛石屬這一類。Ⅱ型的氮以分散方式存在，大部分人造金剛石屬這類。I型自然界很少，其導熱率為銅的5倍。Ⅱ型自然界特別少，其氮含量極低，以致金剛石的受全被補償，而使晶體成為Ⅱ型半導體。因此，可以用摻入硼和去除氮的方法來製造人造半導體金剛石。
著名的天然金剛石單晶體有包爾茲和剛果。我國的常林金剛石也是罕見的大單晶體。天然金剛石多晶體有卡布那多和巴拉斯等。
金剛石的合成和燒結
石墨在高溫高壓下可以轉為金剛石。是碳的經驗相圖。第I區是石墨穩定區，合成完畢後，先斷電後卸伍，以使金剛石處於其相穩定的溫度力範圍內。
合成後的試塊含有觸媒、有墨和葉臘石等雜質耑經過提純處玴，去除雜質。一般川王水處理或電解法除去觸媒金屬，用硫酸硝酸混合液或高氯酸去除石墨，用氫氧化鈉或氫氟酸除去葉臘石。提純後便得到單晶體金剛石粉末。金剛石單晶體經篩選分級，進行晶形、包裹情況、抗壓強度等檢驗。金剛石單晶的晶形有立方體、八麵體、十二麵體等。現在也能合成出長形針狀的金剛石。
對於寶石級的金剛石大單晶，上海矽酸鹽研究所采用金屬薄膜法生長出3~4毫米的中晶。人工晶體所在金屬觸媒中摻矽，合成出長條狀金剛石；在石墨或觸媒中摻硼，合成出含硼黑金剛石的熱穩定性比普通黃金剛石提高200~300度。