硬質合金塗層最常用的方法是高溫化學氣相沉積法(簡稱HTCVD法)，是在常壓或負壓的沉積系統中，將純淨的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等氣體或蒸氣，按沉積物的成分，將其中的有關氣體，按一定配比均勻混合，依次塗到一定溫度(一般為1000℃～1050℃)的硬質合金刀片表面，即在刀片表面沉積TiC、TiN、Ti(C，N)或Al2O3或它們的複合塗層。反應方程式概括如下：TiCl4+CH4+H2TiC+4HCl+H2 TiCl4+½N2+2H2TiN+4HClTiCl4+CH4+½N2+H2→Ti(CN)+4HCl+H22A1Cl3+3CO2+3H2→Al2O3+3CO+6HCl用PCVD(等離子體化學氣相沉積)法在硬質合金刀片表面進行塗層也得到應用，因塗層工藝溫度較低(700°～800°)，故刀片的抗彎強度降低的幅度較小，對銑刀片比較適宜。

塗層前，基體刀片表面須淨化，切削刃部位應鈍化。塗層後，因塗層材料與基休材料的線膨脹係數存在差異，故塗層刀片表面不可避免地產生殘餘張應力而使刀片抗彎強度降低。通常用TiC薄層先塗在基體表面上，因TiC的線膨脹係數與基體材料最接近；外面再塗TiN、Al2O3等。過去，單塗層材料均用TiC，雙層塗層材料多用TiC/TiN、TiC/Al2O3等，三層塗層材料多用TiC/Ti(C，N)/TiN、Tic/Al2O3/TiN等。近年，隨著基體材料的改進，塗層材料也有用TiN墊底的，即TiN/TiC/TiN等塗層材料還有HfN、MoS2等。