硬质合金烧结环节是决定成品致密度、晶粒均匀度与抗冲击性能的核心工序，氦气作为惰性气体的物理特性恰好匹配该场景对高温环境稳定性的严苛要求，当前已逐步替代传统氩气、氢气混合气氛成为高端硬质合金产品量产的标配工艺介质。氦气的热传导速率远高于常用的氩气，在1400℃左右的常规烧结温度区间内，能让窑炉内不同区域的温度差控制在5℃以内，避免因局部温度偏差引发的晶粒异常长大，可将硬质合金的晶粒度离散率降低40%以上，成品的抗弯强度波动范围收窄至10MPa以内。
实际生产中氦气通常不会单独作为烧结气氛使用，而是按照特定配比与氩气、微量氢气复配后通入真空烧结炉的低压保持阶段，既利用其低原子量特性减少烧结过程中液相钴的挥发损耗，也能避免单一惰性气体带来的界面反应风险，针对钨钴类硬质合金的生产，该气氛体系可让钴相的分布均匀度提升35%，成品的孔隙率降至0.02%以下，完全满足数控刀片、矿山钎头等高端领域对产品寿命的要求。
不同于其他工艺气体的一次性消耗，当前主流的硬质合金生产线均配套氦气回收纯化系统，排出的废气经过滤、除杂、脱水、纯度提升等工序后，可实现95%以上的氦气循环利用率，单位产品的氦气消耗量可控制在0.8立方米每千克以内，大幅抵消氦气本身采购成本偏高的劣势，也让该工艺的大规模落地具备了经济可行性。
目前该工艺的应用边界正随着硬质合金产品的迭代持续拓展，针对纳米晶硬质合金这类对烧结温度精度要求极高的品类，氦气气氛的热稳定性优势进一步凸显，可在不添加晶粒抑制剂的前提下将晶粒尺寸控制在200纳米以下，产品的硬度与韧性平衡表现较传统工艺提升近两成。行业内也在持续优化氦气的通入时序与压力参数，进一步缩小不同规格产品的工艺适配区间，让该工艺能覆盖从微小尺寸的电子加工刀具到大尺寸的盾构机刀头等全系列硬质合金产品的生产需求。
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