我国学者戚正风教授开创了无莱氏体制高速钢及其渗碳的研究^[9，10]，无莱氏体高速钢的合金元素含量与高速钢相同，含碳量则降低到不出现莱氏体的范围，用渗碳的方法将表面含碳量提高到甚至超过普通高速钢的水平，形成在奥氏体基体上分布大量碳化物的渗碳层。渗层中的碳化物并不是在钢液凝固时共晶反应的产物，所以不会成为莱氏体组织。在渗碳温度下高合金奥氏体中合金元素原子还不可能进行长距离扩散，只可能在比较小的尺寸范围内与碳原子就地结合成细小的颗粒状碳化物。渗碳温度愈低，渗碳层中的碳化物粒度愈细，在随后的淬火加热时也不易聚集长大。淬火之后这种高合金渗碳层组织的耐磨性和强韧性都明显优于同样合金元素含量的高速钢，并在生产试验中取得明显提高刀具性能的效果。目前，无莱氏体高速钢还未能推广的主要妨碍在于供硝渠道难以，以及工具制造厂现有的制造流程和生产线都无法实现无莱氏体刀具的批量生产制造，但不失为技术上合理的长远发展方向。受无莱氏体高速钢渗碳的启发，李宇进行了Cr13型马氏体不锈钢渗碳试验[11]，在渗层中形成密集分布的颗粒碳化物，对比试验结果表明耐磨性比Cr12MoV高3倍，有可能应用于冷作模具。

用低合金钢渗碳的方法制造模具比较少见。这是因为模具整体所受的应力和冲击载荷都低于动力机械零件，用高碳钢和高碳低合金钢制造的模具，整体淬火、回火之后心部性能足以满足使用要求，而且高碳工具钢淬火温度低于渗碳温度，加热保温时间也远远短于渗碳时间。相比之下，高碳钢淬火的热处理畸变较小，能耗低，生产效率高，是一种比较合理的技术路线。只有在一些特殊的情况下，例如承受较大冲击载荷的细长的冲头，整体用高碳钢制造容易折断，用低碳钢渗碳淬火的方案才是合理的。另外，有一些消耗量大、加工又比较复杂的模具，用冷挤压模腔的方法制造能降低模具制造成本，低碳钢的塑性成形阻力比工具钢低很多，在这种情况下也可以选择低碳钢渗碳的技术路线。

如前所述，单纯依赖于改变整体化学成分和整体热处理的途径提高工具的耐磨性是有局限的，而用物理气相沉积、化学气相沉积、离子注入或化学镀等方法在工具表面形成超硬薄膜涂层，可以大幅度提高工具的耐磨性和降低摩擦系数，大幅度提高工具的寿命。

早在20世纪60年代末和70年代初，TiC、TiN、TiC-TiN涂层硬质合金刀片相继面市，70年代和80年代出现性能更好的第二代TiC-Al₂O和第三代TiC-Al₂O-TiC等多种复合涂层硬质合金刀片，此后气相沉积技术发展迅速。涂层材料有TiN、ZrN、HfN、TaN、NbN、CrN、CBN、Si₃N₄、TiC、ZrC、Cr₇C₃、SiC、Ti（C，N）、TiC（B，N）、Ti（Al，N）、β-C₃N₄金钢石等以及各种复合涂层，可涂覆在高速钢、模具钢、硬质合金、钢结硬质合金的基体材料上，使刀具、模具寿命提高几倍至几十倍^[12]，目前已经在大规模生产上广泛使用，并已成为刀具制造业中的主流。涂层的种类很多，当前纳米涂层和复合涂层的展也很快。