随着现代切削技术的飞速发展,对刀具的性能要求越来越高。利用表面涂层技术,对刀具表面进行改性处理,是一种提高刀具综合性能的有效途径。本论文采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术,在M2高速钢基体表面沉积了CrTiAlN涂层和CrAlN涂层。利用XRD、SEM和EDS对涂层的物相结构、化学成分和微观形貌进行表征分析。利用洛氏硬度计和维氏显微硬度计分别测试涂层的膜/基结合强度和显微硬度。利用高温摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦磨损性能。同时也研究了涂层的高温抗氧化性能和耐腐蚀性能。得到结论如下:CrTiAlN涂层和CrAlN涂层表面微观形貌呈紧密聚集的颗粒状,断面微观形貌呈柱状晶结构,涂层中的主要晶相是CrN、Cr和Cr₂N。洛氏压痕试验表明,CrTiAlN涂层和CrAlN涂层与M2高速钢基体之间均有良好的结合力。高温抗氧化试验表明,M2高速钢表面镀CrTiAlN涂层之后高温抗氧化能力显著提高,当氧化温度≤700℃时,氧化后CrTiAlN涂层的物相结构基本没有变化,当900℃高温氧化后,CrTiAlN涂层中出现Cr₂O₃相,这说明涂层已经被氧化,但CrTiAlN涂层对基体仍然起着高温防护作用。3.5%的NaCl溶液中的电化学实验表明,CrTiAlN涂层显著提高了M2高速钢的耐腐蚀性能。高温摩擦磨损试验表明,从室温到600℃,随着温度升高,CrTiAlN涂层和CrAlN涂层的摩擦系数先增大后减小,而两种涂层的磨损率都随着温度升高而增大,且每个温度下CrAlN涂层的磨损率比CrTiAlN涂层大。涂层的磨损形式主要是氧化磨损、粘着磨损和磨粒磨损。