随着制造行业的快速发展,对切削加工技术的要求也逐渐提高,硬质合金涂层刀具得到了广泛的运用。刀具的磨损是影响其使用寿命最大的问题,每年因磨损失效的刀具占失效刀具的绝大部分,如何降低磨损提升刀具的使用寿命具有重大的经济价值。硬质合金刀具的表面涂覆技术不仅可以保证刀具的强度、韧性又赋予其更好的耐磨性、抗氧化性能。其中,TiAlN涂层材料因其一系列优异的性能被广泛运用于硬质合金刀具中。深冷处理作为传统热处理的延伸,在提升硬质合金刀具耐磨性方面具有十分显著的作用,但目前深冷处理对涂层硬质合金刀具影响的相关研究却鲜有报道。本文通过多弧离子镀技术在YG10四方硬质合金铣刀上制备TiAlN涂层,深入分析基体负偏压对TiAlN涂层表面形貌、涂层厚度、显微硬度和涂层结合力以及在大气、去离子水环境中摩擦学性能的影响规律。以此为基础研究深冷时间对TiAlN涂层表面形貌、涂层厚度、显微硬度和涂层结合力以及在大气、去离子水环境中摩擦学性能的影响规律。得出以下结论:1.随着负偏压的增大,TiAlN涂层的硬度、结合力呈现出先增大后减小的规律,当负偏压为-150 V时,TiAlN涂层的硬度和结合力达到最高,分别为2787.9 HV,64.7 N;在去离子水及大气环境中涂层的摩擦系数及体积磨损率随着负偏压的增大呈现先减小后增大的趋势。在去离子水环境中的摩擦系数最低为0.6（-150 V）,体积磨损率为2.5?10^-12m³/N·m（-150 V）,在大气环境中摩擦系数最低为0.48（-150 V）,体积磨损率最低为1.8?10^-12 m³/N·m（-150 V）。2.经高温氧化后涂层主要由TiN,TiO₂,AlN,Al₂O₃相组成,由于TiO₂,Al₂O₃与TiN,AlN之间的热膨胀系数存在差异,在界面处产生应力,使得涂层容易开裂。随着氧化温度的升高,TiAlN涂层的显微维氏硬度和结合力都呈现出下降的规律,当氧化温度为800℃时,TiAlN涂层的硬度最低为2196.09 HV,结合力为60.00 N。随着氧化温度的升高,涂层的磨痕宽度、深度及体积磨损率升高,当氧化温度为800℃时,TiAlN涂层具有最大的宽度、深度及体积磨损率,分别为267.69?m、2.61μm和11.2?10^-12 m³/N·m。3.深冷处理对涂层硬度和结合力产生了重要的影响。随着深冷时间的延长,TiAlN涂层的硬度和结合力都呈现先增大后减小的规律,在深冷时间为36 h时,涂层的硬度值最大为3611.1 HV,结合力为69.70 N;随着深冷时间的延长,AlN（111）晶面的衍射峰强度逐渐增加,当深冷时间为36 h时,其衍射峰强度最大。AlN（111）晶面择优取向的产生可能是深冷条件下TiAlN涂层的体积收缩以及基体的应力传递,导致涂层产生了新的应力,晶粒发生扭转,呈现出AlN（111）晶面的择优取向;随着深冷时间的延长,TiAlN涂层在去离子水及大气环境中的摩擦系数及体积磨损率呈现出先减小后增大的规律。在去离子水环境中,摩擦系数最小为0.51（36 h）,体积磨损率为1.8?10^-13 m³/N·m（36 h）,在大气环境中,摩擦系数最小为0.40（36 h）,体积磨损率为1.3?10^-13 m³/N·m（36 h）。