硬质合金主要沿着两个方向发展，一是低钴粗晶硬质合金；一是高钴细晶硬质合金。其中，低钴粗晶合金的设计结构原理是：WC晶粒粗，比表面积小，使合金中钴层增厚，从而提高合金的冲击韧性；同时，合金中钴含量的减少，WC含量的增加，可提高合金的耐磨性。低钴粗晶合金的综合作用使得合金的韧性好，耐磨性高，因此被广泛用于石油钻齿、截煤机齿、路面冷铣刨机齿、冲压模具、轧辊等领域。
一般定义晶粒度≥5微米的硬质合金称之为超粗晶硬质合金。与其它粒度硬质合金力学性能的对比试验表明，随着合金中WC晶粒度的增大，合金的强度和硬度均降低，而断裂韧性大幅度提高；并且合金的断裂韧性和硬度测试值上下浮动逐渐增大，而强度浮动减小。超粗晶硬质合金在断裂时存在大量的穿晶断裂和Co相塑性变形。随着合金中晶粒度的增大，临界裂纹长度逐渐增大。对于超粗晶硬质合金，临界裂纹长度大于7微米，这说明小于7微米的孤立微孔对合金强度影响不大。但另一方面，临界裂纹长度和晶粒度几乎相等，所以任何一颗破裂或有缺陷的WC晶粒，都可能成为断裂源。因此，要提高超粗晶硬质合金的强度，必须使用结晶完整的碳化钨粉做原料，以减少合金中WC晶粒内部的结构缺陷。另外，对超粗晶硬质合金裂纹处的显微组织观察表明，细小裂纹大部分存在于WC晶界处，少量存在于WC晶粒内部；观察不到Co相内存在裂纹。裂纹呈现分叉、偏转和不连续状，增加了裂纹扩展的路径；圆角形WC晶粒减弱了裂纹尖端的应力集中，有利于材料断裂韧性的提高。研究指出，Co相平均自由程增加，裂纹尖端的应力集中减小，有利于合金韧性的提高。在超粗晶硬质合金中，Co相平均自由程可达2.9微米，这是此类硬质合金具有良好断裂韧性的原因之一。
但是，超粗晶硬质合金的制备有一定的困难。烧结过程是WC晶粒粗化的过程，是获得超粗晶粒合金的关键步骤之一。合金的粗化主要依赖细颗粒粉末溶解、粗颗粒粉末长大。原始WC粉末的状态是重要的影响因素。目前主要采用高温还原碳化的工艺生产特粗晶粒碳化钨粉末。主要工艺为：氧化钨掺杂碱金属后，在低于1000℃的温度下还原制备出超粗WC粉，而后在1980℃下高温碳化制备超粗WC粉。我国中南大学优化了工艺，保证晶粒发育完整，促进晶粒长大，增大碳化钨化合碳含量，保证碳化完全；同时缩短碳化时间，降低碳化温度，取得了良好效果。另一方面，适当的研磨混合工艺是获得连续的高强度的WC骨架结构的关键。目前的湿磨工艺为用高球料比对碳化钨粉预磨，然后添加钴粉，继续球磨至碳化钨粉与钴粉混合均匀。中南大学也优化了混合料研磨工艺，结果提高了抗弯强度和断裂韧性，并适于高强度连续作业。（钢研）