随着科技的发展，对材料的表面性能的要求越来越高。近几十年来各种气相沉积技术的兴起，使表面工程技术的研究和应用都取得了突飞猛进的发展。这些技术不但实现了机械性能的要求，如耐磨、减摩和抗蚀，而且在电磁、光学、光电子学、热学、超导和生物学等与表层有关的功能材料领域大显身手。
表面工程学不仅使低廉的金属材料在性能与效益方面发挥出更大的优势，而且已成为研制各种新型镀层和薄膜材料的重要手段，具有巨大的应用潜力。随着机械加工工业水平的提高，对刀具提出了新的要求。除了提高使用寿命外还要求减少切削时的污染，尽可能使用干切削。在不能完全取消切削液的时候，尽量做到其中只含防锈剂而无有机物，这样可以使循环回收的成本大为降低。
机床切削刀具的多样性和使用时的工作状态特点决定了选择刀具镀层的不同。车削和钻孔不同，铣刀又应考虑其断续冲击的特点。早期发展的涂层以耐磨为主要着眼点，以提高硬度为主要指标。以氮化钛为代表的此类涂层具有较高的摩擦系数（0.4～0.6），加工时与工件之间不断摩擦将产生大量热能。
