硬質合金鉆頭是靠鉆壓和自身旋轉產生的沖擊載荷破碎巖石的。在鑿巖鉆進中，鉆頭經受高頻率的沖擊載荷，且受到扭轉、彎曲、拉伸、壓縮等多種復合應力的作用，在高速回轉碰撞的環境下經受巖石、巖粉和礦水等工作介質的磨損與腐蝕。
國內外使用的牙輪鉆頭，多為三牙輪鉆頭。這種鉆頭的特點是：軸壓和沖擊載荷分布范圍較大且均勻，并能充分利用有效空間，鉆進平穩。牙輪鉆頭用硬質合金齒的尺寸和形狀必須適用于巖石的特性，要求耐磨性好，強度高，不易碎裂和折斷。牙輪鉆頭使用的硬質合金齒主要有：球形齒，錐球齒，楔形齒，邊楔齒和用于輪背與爪尖的平頂齒等。
一般地，鉆進極堅硬巖層的牙輪鉆頭主要使用球形齒，鉆壓為892~1339MPa,轉速為50~80r/min;鉆進硬和中硬巖層用的牙輪鉆頭使用錐球齒，鉆壓為714~1071MPa,轉速為60~100r/min;鉆進軟和中軟巖層的牙輪鉆頭則使用楔形齒或邊楔齒，鉆壓為535~803MPa,轉速為80~120r/min.