硬質(zhì)合金是使用最廣泛的一類高速加工(HSM)刀具材料，此類材料是通過粉末冶金工藝生產(chǎn)的，由硬質(zhì)碳化物(通常為碳化鎢WC)顆粒和質(zhì)地較軟的金屬結合劑組成。目前，有數(shù)百種不同成分的WC基硬質(zhì)合金，它們中大部分都采用鈷(Co)作為結合劑，鎳(Ni)和鉻(Cr ) 也是常用的結合劑元素，另外還可以添加其他一些合金元素。
(1)單純型硬質(zhì)合金牌號
用于金屬切削加工的此類牌號通常含有3%～12%的鈷(重量比)。碳化鎢晶粒的尺寸范圍通常在1～8μm之間。與其他牌號一樣，減小碳化鎢的粒度可以提高其硬度和橫向斷裂強度(TRS)，但會降低其韌性。單純型牌號的硬度通常在89 ～93.5HRA之間；橫向斷裂強度通常在1.2～2.4MPa(175～350ksi)之間。此類牌號的粉料中可能含有大量回收再用的原料。
單純型牌號在C牌號體系中可分為C1～C4，在ISO牌號體系中可按K、N、S和H牌號系列進行分類。具有中間特性的單純型牌號可以歸類為通用牌號(如C2或K20) ，可用于車削、銑削、刨削和鑊削加工；晶粒尺寸較小或鈷含量較低、硬度較高的牌號可以歸類為精加工牌號(如C4或K01) ；晶粒尺寸較大或鈷含量較高、韌性較好的牌號可以歸類為粗加工牌號(如C1或K30)。
用單純型牌號制造的刀具可用于切削加工鑄鐵、200和300 系列不銹鋼、鋁和其他有色金屬、高溫合金和淬硬鋼。此類牌號還能應用于非金屬切削領域(如作為巖石和地質(zhì)鉆探工具)，這些牌號的晶粒尺寸范圍在1.5～10μm(或更大)，鈷含量為6%～16%。單純型硬質(zhì)合金牌號的另一種非金屬切削類用途是制造模具和沖頭，這些牌號通常具有中等大小的晶粒尺寸，鈷含量為16%～30%。
(2)微晶型硬質(zhì)合金牌號
此類牌號通常含有6%～15%的鈷。在液相燒結時，添加的碳化釩和(或)碳化鉻可以控制晶粒長大，從而獲得粒度小于1μm 的細晶粒結構。這種微細晶粒牌號具有非常高的硬度和3.45MPa(500ksi)以上的橫向斷裂強度。高強度與足夠的韌性相結合，使此類牌號的刀具可以采用更大的正前角，從而能通過切削而不是推擠金屬材料來減小切削力和產(chǎn)生較薄的切屑。
通過在牌號硬質(zhì)合金粉料的生產(chǎn)中對各種原材料進行嚴格的品質(zhì)鑒定，以及對燒結工藝條件實施嚴格的控制，防止在材料顯微結構中形成非正常的大晶粒，就能獲得適當?shù)牟牧闲阅堋榱吮３志Я３叽缂毿∏揖鶆蛞恢?，只有在能對原料和回收工藝進行全面控制，以及實施廣泛質(zhì)量檢測的情況下，才能使用回收的再生粉料。
微晶型牌號可在ISO牌號體系中可按M 牌號系列進行分類，除此以外，在C牌號體系和ISO牌號體系中的其他分類方法與單純型牌號相同。微晶牌號可用于制造切削較軟工件材料的刀具，因為這種刀具的表面可以加工得非常光滑，并能保持極其鋒利的切削刃。
微晶牌號刀具還能用于加工鎳基超級合金，因為這種刀具能夠承受高達1200℃的切削溫度。對于高溫合金和其他特殊材料的加工，采用微晶牌號刀具和含釕的單純牌號刀具，能夠同時提高其耐磨性、抗變形能力和韌性。微晶牌號困置合制造會產(chǎn)生剪切應力的旋轉刀具(如鉆頭)。有一種鉆頭采用復合牌號的硬質(zhì)合金制造，在同一支鉆頭的特定部位，材料中的鈷含量各不相同，從而根據(jù)加工需要優(yōu)化了鉆頭的硬度和韌性。
(3)合金型硬質(zhì)合金牌號
此類牌號主要用于切削加工鋼件，其鈷含量通常為5%～10 % ，晶粒尺寸范圍為0.8～2μm 。通過添加4%～25%的碳化鈦(TiC) ，可以減小碳化鎢(WC)擴散到鋼屑表面的傾向。通過添加不超過25%的碳化鉭(TaC)和碳化妮(NbC) ，可以改善刀具的強度、抗月牙洼磨損能力和耐熱沖擊性。添加此類立方碳化物還能提高刀具的紅硬性，在重載切削或切削刃會產(chǎn)生高溫的其他加工中，有助于避免刀具發(fā)生熱變形。此外，碳化鈦在燒結過程中能提供成核位置，改善立方碳化物在工件中的分布均勻性。
一般來說，合金型硬質(zhì)合金牌號的硬度范圍為91～94HRA，橫向斷裂強度為1～2KPa(150～300ksi)。與單純型牌號相比，合金型牌號的耐磨料磨損性能較差，且強度較低，但其耐粘結磨損的性能更好。合金型牌號在C牌號體系中可分為C5～C8，在ISO牌號體系中可按P和M牌號系列進行分類。具有中間特性的合金型牌號可以歸類為通用牌號(如C6或P30)，可用于車削、攻絲、刨削和銑削加工。硬度最高的牌號可以歸類為精加工牌號(如C8和P01)，用于精車和鍵削加工。這些牌號通常具有較小的晶粒尺寸和較低的鈷含量，以獲得所需要的硬度和耐磨性。不過，通過添加較多的立方碳化物也能獲得類似的材料特性。韌性最好的牌號可以歸類為粗加工牌號(如C5或P50)。這些牌號通常具有中等大小的粒度和高鈷含量，立方碳化物的添加量也較少，以通過抑制裂紋擴展而獲得所需要的韌性。在斷續(xù)車削加工中，通過采用上述刀具表面具有較高鈷含量的富鈷牌號，還可以進一步提高切削性能。
碳化鈦含量較低的合金型牌號用于切削加工不銹鋼和可鍛鑄鐵，但也可用于加工有色金屬(如鎳基超級合金)。這些牌號的晶粒尺寸通常小于1μm ，鈷含量為8%～12%。硬度較高的牌號(如M10)可用于車削加工可鍛鑄鐵；而韌性較好的牌號(如M40)可用于銑削和刨削鋼件，或者用于車削不銹鋼或超級合金。
合金型硬質(zhì)合金牌號還能用于非金屬切削類用途，主要用于制造耐磨零件。這些牌號的粒度通常為1.2～2μm，鈷含量為7%～10%。在生產(chǎn)這些牌號時，通常會加入很大比例的回收原料，從而在耐磨零件的應用中獲得較高的成本效益。耐磨零件需要具有很呼的耐腐蝕性和較高的硬度，在生產(chǎn)此類牌號時，可以通過添加鎳和碳化鉻來獲得這些性能。
為了滿足刀具制造商在技術性和經(jīng)濟性上的雙重要求，硬質(zhì)合金粉料是關鍵要素。針對刀具制造商的加工設備和工藝參數(shù)而設計的粉料可確保成品工件的性能，并導致出現(xiàn)了數(shù)百種硬質(zhì)合金牌號。硬質(zhì)合金材料可循環(huán)利用的特點以及可直接與粉料提供商合作的能力，使刀具制造商能夠有效控制其產(chǎn)品質(zhì)量和材料成本。
