由于Ti-Al合金具有比纯Al高的熔点,在一定程度上减少了大颗粒的产生,因此现今真空电弧离子镀TiAlN膜层技术多采用Ti-Al合金靶。但是,Ti-Al合金靶材不仅价格昂贵,而且靶的孔隙和成分不均会导致弧源工作的不稳定,使工艺的可重复性变差,影响膜层质量。于是,拓展采用直管磁过滤形式的分离靶真空电弧离子镀等技术,并探索其相应的TiAlN膜层的制备工艺显得尤为必要。本文采用直管磁过滤形式的分离靶真空电弧离子镀技术,在M2高速钢基体上沉积TiAlN膜层,通过扫描电子显微镜(SEM)、EDAX能谱仪、X衍射分析仪(XRD)、超显微硬度计、划痕膜基结合力测量仪、球盘式摩擦磨损试验机、电化学腐蚀平台研究了Ti/Al弧流比例(ITi/IAl)、工作气压、偏压模式对TiAlN膜层表截面形貌、Ti/Al成分比例、相结构、膜层硬度、结合力、摩擦磨损性能、耐蚀性的影响。研究结果表明,采用直管磁过滤形式的分离靶真空电弧离子镀技术制备的TiAlN膜层具有类似于TiN膜层的NaCl型面心立方晶体结构,并且具有超高的硬度(可达HV5000),较好的结合强度(可达61.5N),较TiN膜层更为优异的耐磨和耐蚀性能。因此,该技术非常适合于高速切削刀具的表面改性和腐蚀防护涂层的制备。制备工艺参数的调节可以有效地改善所制备膜层的性能。通过提高工作气压,增大ITi/IAl(在降低工作弧流前提下)、选择合适的偏压幅值和占空比可以有效地降低膜层的表面粗糙度;通过改变ITi/IAl、改变偏压幅值及占空比可以方便地调节膜层Ti/Al成分比例;通过增大偏压作用,降低ITi/IAl及工作气压可以控制膜层晶体相结构向(111)晶面择优取向转变;尤其是可以通过选择合理的偏压模式实现膜层在较低温度下沉积,从而避免基体过热发生退火。