表面塗層硬質合金是通過化學氣相沉積(CVD)等方法，在硬質合金刀片的表面上塗覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄層，形成表面塗層硬質合金。這是現代硬質合金研製技術的重要進展。1969年，西德克虜伯公司和瑞典山特維克公司研製的TiC塗層硬質合金刀片初次投入市場。1970年後，美國、日本和其他國家也都開始生產這種刀片。三十餘年來，塗層技術有了很大的進展。塗層硬質合金刀片由第一代、第二代已發展到第三代、第四代產品。

塗層硬質合金刀片一般均製成可轉位的式樣。用機夾方法裝卡在刀杆或刀體上使用。它具有以下優點：
1)由於表層的塗層材料具有極高的硬度和耐磨性，故與未塗層硬質合金相比，塗層硬質合金允許採用較高的切削速度，從而提高了加工效率；或能在同樣的切削速度下大幅度地提高刀具耐用度。
2)由於塗層材料與被加工材料之間的摩擦係數較小，故與未塗層刀片相比，塗層刀片的切削力有一定降低。
3)塗層刀片加工時，已加工表面品質較好。
4)由於綜合性能好，塗層刀片有較好的通用性。一種塗層牌號的刀片有較寬的適用範圍。

由於經過塗層工藝，基體刀片的韌性和抗彎強度不可避免地有所下降，加上塗層材料的化學性質等原因，故塗層硬質合金刀片仍只有一定的適用範圍。塗層硬質合金刀片可以用於各種碳素結構鋼、合金結構鋼(包括正火和調質狀態)、易切鋼、工具鋼、馬氏體不銹鋼和灰鑄鐵的精加工、半精加工以及較輕負荷的粗加工。

塗層硬質合金刀片最適用于連續車削，但在切深變化不大的仿形車削、衝擊力不太大的間斷車削及某些銑削工序中亦可採用。近年在切斷、車螺紋中也已使用塗層刀片。但是，TiC和TiN塗層刀片不適宜於加工下列材料：高溫合金、鈦合金、奧氏體不銹鋼、有色金屬(銅、鎳、鋁、鋅等純金屬及其合金)。沉重的粗加工，表面有嚴重夾砂和硬皮的鑄件的加工也不宜使用塗層刀片。


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鎢鈦鈷硬質合金(cemented titanium-tung-sten carbide)由WC%26mdash;TiC、WC和粘結金屬鈷組成的或者僅由WC%26mdash;TiC固溶體和鈷組成的多相硬質合金。合金的含鈷量4％～10％，含TiC5％～30％，餘量為WC，主要用於切削鋼材。鎢鈦鈷硬質合金具有較高的抗月牙窪磨損能力，適合作長切削材料的刀具。用鎢鈷硬質合金刀具切削鋼材時易出現月牙窪磨損，這主要是由於在切削溫度下刀具與切屑發生擴散反應引起的。為了克服加工鋼材時的月牙窪磨損，在20世紀20年代初，研製了含TiC的硬質合金和含TaC的硬質合金，稍後又研製了同時含有碳化鈦和碳化鉭的硬質合金。在這類合金中，TiC和TaC的含量取決於月牙窪磨損的嚴重程度，TiC可達35％，TaC達7％。

鎢鈦鉭鈷硬質合金(即WC%26mdash;TiC%26mdash;TaC%26mdash;Co合金)，已發展成為切削鋼的重要材料。在西歐幾乎取消了原有的WC一TiC%26mdash;Co切削鋼牌號合金，在美國和日本，切削鋼牌號合金以WC%26mdash;TiC%26mdash;TaC%26mdash;Co合金為主，但在東歐，尤其在前蘇聯，切削鋼牌號合金仍以WC%26mdash;TiC%26mdash;Co合金為主。WC%26mdash;TiC%26mdash;Co和WC一TiC%26mdash;TaC%26mdash;Co切削牌號合金在硬質合金中的比例因各國情況而異。

在中國，WC%26mdash;TiC%26mdash;Co合金的生產量僅次於鎢鈷硬質合金。用代號YT表示WC%26mdash;TiC%26mdash;Co合金，用代號YW表示WC%26mdash;TiC%26mdash;TaC%26mdash;Co合金，後者又稱為通用合金。表1和表2列出中國鎢鈦鈷硬質合金和鎢鈦鉭鈷硬質合金的牌號、成分和性能。

硬質合金中碳含量控制是一個非常關鍵的問題。當合金中缺碳時，在合金中會形成脆性η相，η相的出現將大幅降低硬質合金的斷裂韌度和強度。目前已知的η相主要有M6C型的Co3W3C、Co2W4C；M12C型的Co6W6CF、Co6W6C104F；Co3W9C4，除此之外，還有Co2W6C、Co2W8C3和Co3W10C4等。當合金中碳過量時，合金中的石墨相也將對合金的性能產生不利影響。採用化學氣相沉積方法在梯度合金基體表面塗敷TiC高硬耐磨材料，在1000℃時，發生如下反應：

TiCl4+CH4+H2TiC+4HCl+H2

化學反應過程中生成的TiC沉積在基體的表面，然而實驗發現，在化學氣相沉積TiC塗層過程中，伴隨著如下反應的進行：

TiCl4+C+2H2TiC+4HCl