金属结合剂的结合强度很高，远高于陶瓷及树脂结合剂，可持久地把持磨粒进行磨削，能最大限度地发挥超硬磨料的磨削性能。由于此类磨具使用线速度较高，使用时的受力较大，常使用钢制基体，以保证大磨削力加工过程的顺利进行，其所用的超硬磨料为晶形完整、强度较高的单晶体。强力切磨用超硬磨具需要进行回转强度或抗拉强度试验，以满足使用环境的安全要求，如金刚石圆锯片、绳锯等。焊接式超硬磨具常需要做磨削层（锯齿等）与基体的结合强度试验，以免掉齿、发生安全事故。自动化生产加工用超硬磨具需要做动平衡检验修整，以免被加工材料崩边、碎裂，如单晶硅加工用磨边轮、磨地板砖用金刚石磨辊等。

分为烧结金属结合剂、电镀金属结合剂及钎焊金属结合剂超硬磨料磨具3种。此类磨具中用于钻切、切削、切割、砂轮修整的超硬磨料磨具常被称作超硬材料工具，如金刚石锯片、金刚石钻头、金刚石什锦锉等。

①烧结金属结合剂超硬磨料磨具，用烧结法将超硬磨料和金属粉末结合在一起而制成的磨具。结合剂和磨粒之间有冶金结合与机械镶嵌两种状态，磨削层为叠层式超硬磨料聚集体，单个磨具的使用寿命最长，常用于石材、陶瓷、混凝土及电子材料的切割、钻切、磨削加工等，如金刚石切割砂轮、金刚石钻头、磨边轮等，其使用量约占超硬磨料磨具总量的一半左右。由于磨料被金属结合剂完全包裹，其成品必须经过开刃加工，使超硬磨粒露出方可使用。

②电镀金属结合剂超硬磨料磨具，用电镀法将超硬磨料镀附到基体之上而制成的磨具。结合剂和磨粒呈机械镶嵌状态。制造方法分为内镀法和外镀法两种。内镀法制造的磨具是在高精度型腔内电镀制成，磨具的尺寸精度能够达到1～2微米，用于高精度修整滚轮的制造，工艺复杂。外镀法工艺简单、精度较低，常用于低精度超硬磨具和工具的制造。

③钎焊金属结合剂超硬磨料磨具，以钎焊工艺而制成的磨具。结合剂和磨粒呈冶金结合状态，结合剂与基体之间呈化学键合，结合非常牢固，其耐用度远高于电镀磨具，其制造难度较大，多用来制造砂轮修整工具。

电镀和钎焊超硬磨具的结构特点相似，它们的磨削层多为单层超硬磨料，磨粒的出刃高度最高，甚至可达到磨粒高度的70%～80%，容屑空间大，不易堵塞，且其组织即磨料浓度＞100%，是磨削效率最高的超硬磨料磨具。它们的基体可制成异型型面，常用于制造各类修整、修磨及切割等超硬工具，如修整滚轮、石材弧面加工用修磨轮、晶体材料切割用内圆切割片、金刚石什锦锉等。

烧结金属结合剂超硬材料锯切工具需要开刃并标记出其工作转动方向，否则安装错误将难以使用。通常此类磨具标记含有形状代号、尺寸规格、磨削层特性等内容。例如，1A1 50×4×10×3 MBD6 100/120 M 75， 表示平形基体（1），磨削层为矩形断面（A）且在圆周分布（1），砂轮直径50毫米、厚度4毫米、内孔10毫米、磨削层深度3毫米，超硬磨料品种MBD6金刚石、磨料粒度100/120，金属结合剂M，磨料浓度为75%。1A1RSS/C G 1600×10×100×5-104  SMD 35/40 M 50，表示花岗岩（G）锯片、形状代号1A1RSS/C，直径1600毫米、厚10毫米、内孔100毫米、磨削层深度5毫米、齿数104个，超硬磨料品种SMD金刚石，磨料粒度35/40，金属结合剂M，磨料浓度为50%。

金属结合剂超硬磨料磨具的应用范围十分广泛，如水泥路面切割用金刚石圆锯片，石材开采用金刚石绳锯，地板砖加工用金刚石磨边轮，汽车挡风玻璃磨边用金刚石砂轮，单晶硅磨边用金刚石磨具，发动机气缸珩磨用金刚石油石，修整普通砂轮用钎焊金刚石修整器，多线切割机用金刚石线锯，内孔磨削用电镀CBN磨头等。在该类磨具中，金刚石磨具的用量远多于CBN磨具的用量。