無磁硬質合金材料的研發(fā)和生產是新型硬質合金材料意義重大的表現。硬質合金是以元素周期表第ⅣA、ⅤA、ⅥA族難熔金屬碳化物(如碳化鎢WC)，以鐵族過渡族金屬(鈷Co、鎳Ni、鐵Fe)作為粘結相，通過粉末冶金工業(yè)燒結而成。以上碳化鎢都是無磁的，而Fe、Co、Ni都是有磁的，其居里點分別為770℃、1120℃、354℃。其中Ni(鎳)的居里點相對較低，可以通過一些方法將其降至室溫以下，用Ni做粘結劑是制取無磁合金的必備條件。

獲得WC-Ni系無磁硬質合金有以下方法：

1.嚴格控制碳含量

WC-Ni合金和WC-Co合金一樣，碳含量是影響W在粘結相中固容量的主要因素，即合金中碳化合物相的碳含量越低，Ni粘結相中W的固溶量越大，其變化范圍約在10~31%。當W在Ni粘結相中的固溶量超過17%時，合金就呈無磁性。這種方法的實質是通過降低碳含量，提高W在粘結相中的固溶量來獲得無磁硬質合金。實際通常采用碳含量低于理論碳含量的WC粉，或在混合料中加入W粉的方法來達到生產低碳合金的目的。不過，單純利用控制碳含量的方法來制取無磁合金是非常困難的。

2.添加鉻Cr、鉬Mo、鉭Ta

高碳的WC-10%Ni(wt%重量百分比)合金在常溫下呈鐵磁性，如果以金屬的形式添加0.5%以上的Cr、Mo和1%以上的Ta，可使高碳合金由鐵磁性轉變?yōu)闊o磁性。添加Cr，合金磁性與碳含量無關，Cr在合金粘結相中與W一樣大量固溶的結果。而添加Mo、Ta的合金只能在一定的碳含量下轉變?yōu)闊o磁合金。由于Mo、Ta在粘結相中固溶量較少，大部分Mo、Ta只是奪取WC中的碳形成了相應的碳化物或碳化物固溶體，所以合金成分向低碳側偏移，從而引起W在粘結相中的固溶量增加。也就是說，添加Mo、Ta的方法實際上還是通過降低碳含量來獲得無磁合金，雖然不如添加Cr容易控制，但比純WC-10%Ni合金在控制碳含量方面相對容易些，含碳量的范圍由5.8~5.95%拓寬至5.8~6.05%。

3.添加NiB或AI

以含硼1~8的NiB(硼化鎳)為粘結相，以WC、TiC(碳化鈦)、TaC(碳化鉭)等為硬質相，通過1300~1450℃真空燒結制成的。當粘結相中硼含量大于8%時，抗彎強度明顯下降。這種合金之所以能獲得無磁性，推斷是由于硼在合金粘結相中固溶而使合金居里點降低，或者是由于硼與WC反應生成新的硬質相而使合金變成低碳合金的結果。在WC-Ni系硬質合金中添加Al,如成分為WC-0.75%Al-14.25%Ni的合金，這種合金在室溫下呈弱磁性，其抗彎強度為1670MPa，硬度為87.4HRA。

在無磁合金的生產制備方法中，第二種方法在生產中得到了實際應用。種方法因工藝難以控制，第三種方法因為性能較差而沒有實現產業(yè)化。

就第二種方法來說，雖然可以滿足生產無磁硬質合金的要求，但還存在一些問題。碳含量是生產無磁合金中比較難準確控制的因素，也是獲得正常性能硬質合金的基本前提。W-C-Ni三元系能得到正常組織結構(二相區(qū))的碳成分范圍比較窄，而其中能夠獲得無磁合金的范圍更窄。在工業(yè)生產條件下，比較難以保證合金組織在二相區(qū)中的無碳區(qū)。如果希望合金無磁，往往控制碳含量在二相區(qū)的低碳側，如果碳含量過低，就會析出θ相，從而嚴重影響合金機械性能。雖然添加Mo、Ta等合金元素可使合金粘結相二相區(qū)中無碳區(qū)的范圍增大，但增寬幅度畢竟有限。

對于添加Cr生產無磁合金的方法來說，其磁性不依賴合金碳含量的變化。但是加入Cr3C2(碳化鉻)后合金的強度會受到影響。生產的無磁硬質合金，無磁的重要指標是磁導率偏高，其機械性能(強度、硬度、耐磨性等)有待進一步提高

鎢粉除了對雜質含量有一定的要求外，氧含量要控制在一定范圍內。常用鎢粉粒度一般為費氏平均粒度2～10μm。鎢粉為多角形顆粒形狀。此外，鎢粉的比表面、松裝密度、搖實密度等也在一定范圍內變化。鎢粉的性能對鎢材的生產和鎢粉末冶金制品的質量有直接的影響，特別是純度和粒度的影響更為明顯。鎢粉是依據純度和粒度以及不同的用途而分類的。

早生產鎢粉是按化學純度將氫還原鎢粉分為三級；日本已制定了《鎢粉及碳化鎢粉》的工業(yè)標準(JISH2116-1979)；英、法和前蘇聯等國均設有統(tǒng)一的鎢粉國家標準。中國工業(yè)生產的鎢粉于1982年制定了《氫還原鎢粉的技術條件》(GB3458-82)。該標準規(guī)定了鎢粉的性能和分類牌號．并對檢驗方法、驗收規(guī)則、包裝、運輸和儲存等項目都做了明確的規(guī)定。對于特殊用途和軍工專用的鎢粉，生產廠可根據用戶要求試制生產。

鎢絲的生產大都用仲鎢酸銨 （APT）作原料。一般的工藝過程是將仲鎢酸銨在 500℃左右的空氣中焙燒成三氧化鎢,或在450℃左右的氫氣中輕微還原成藍色氧化鎢。制作白熾燈燈絲的鎢絲需要在三氧化鎢或藍色氧化鎢中摻入少量的氧化鉀、氧化硅和氧化鋁，三者用量總和不超過1%,這就是巴茲在1922年發(fā)明的鎢絲摻雜工藝。經過摻雜處理的鎢的氧化物用氫氣還原成金屬鎢粉。還原過程一般分兩步進行:步在630℃左右還原成二氧化鎢（棕色氧化鎢）,第二步在820℃左右還原成金屬鎢粉。兩步還原的目的是使摻入的鉀充分發(fā)揮作用和控制粉末粒度。這樣取得的摻雜鎢粉再在一種特制的模子中壓制成細長的方條。把方條在氫氣中通電，用自電阻加熱(溫度達3000℃左右)的方法進行燒結，燒結后鎢條的密度可達到理論值的85%以上。這種鎢條便可以用旋鍛方法加工成直徑為3mm左右的鎢桿,然后進一步用模子拉拔的方法加工成各種不同粗細的鎢絲。例如220V、15W的白熾燈用的鎢絲直徑約為15μm，而 10000W的溴鎢燈用的鎢絲直徑約為1.25mm。更細的鎢絲如 220V、10W的白熾燈鎢絲直徑約為12μm，則要采用電解腐蝕的方法來制作。

當鎢絲的直徑達到微米級時，用常規(guī)的卡尺很難地測定其直徑。因此,國際上通常將直徑在0.2mm以下的鎢絲用其切長為200mm絲段的重量來表示絲的粗細,例如上述15W白熾燈鎢絲的直徑可以用0.679mg/200mm來表示。

鎢鋼，又稱為硬質合金，是指至少含有一種金屬碳化物組成的燒結復合材料。碳化鎢，碳化鈷，碳化鈮、碳化鈦，碳化鉭是鎢鋼的常見組份。碳化物組份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之間，碳化物晶粒使用金屬粘結劑結合在一起。粘結劑通常是指金屬鈷(Co)，但對一些特別的用途，鎳(Ni)，鐵(Fe)，或其它金屬及合金也可使用。對于一個待定的碳化物和粘結相的成份組合稱之為“牌號”。

鎢鋼的分類根據ISO標準進行。這種分類的依據是工件的材料種別(如P,M,K,N,S,H牌號)。粘結相成份主要是利用其強度和耐蝕性。

鎢鋼的基體由兩部分組成：一部分是硬化相；另一部分是粘結金屬。粘結金屬一般是鐵族金屬，常用的是鈷、鎳。因此就有了鎢鈷合金、鎢鎳合金及鎢鈦鈷合金。

含鎢的鋼材，比如高速鋼和某些熱作模具鋼，鋼材中含鎢對鋼材硬度和耐熱性能有很顯著的提高，但是韌性會急劇下降。

鎢資源的主要應用也是硬質合金，也就是鎢鋼。硬質合金，被稱為現代工業(yè)的牙齒，鎢鋼制品的使用程度非常廣泛。