TiAlN硬质薄膜具有比TiN薄膜更加优良的性能，如高硬度、高抗氧化温度、良好的耐蚀性和耐磨性等。因此，TiAlN薄膜在切削刀具、工模具领域具有广阔的应用前景。本文采用中频非平衡磁控溅射离子镀技术在YG6硬质合金基体上成功制备了TiN薄膜和TiAlN薄膜，并对它们的主要性能进行了测试分析。主要研究了靶功率、基体偏压、N2分压、基体温度、沉积时间等工艺参数对薄膜的成分、表面形貌、微观组织结构及性能的影响。XRD分析表明：TiN薄膜为面心立方结构，沿（111）晶面择优取向。TiAlN薄膜主要存在纤锌矿六方结构的Ti3A1N相，沿（220）晶面择优取向，其衍射峰向高角区偏移；另外还存在密排六方结构的AlTi2N相和AlN相、面心立方结构的TiN相和TiC相。工艺参数不同，薄膜中相结构不同。SEM和断口形貌分析表明：TiN薄膜表面光滑、均匀、组织致密；膜层结构致密、晶粒尺寸小，呈柱状晶生长，膜-基结合牢固，膜层与基体分界面存在原子相互扩散。TiAlN薄膜中，Al靶电流增大，膜层表面更加平整、均匀，缺陷减少，结构更加致密，晶粒尺寸变小，膜层和基体结合牢固。当Al靶电流为16A时，膜层呈致密的柱状晶结构，致密度高。基体负偏压增大，膜层缺陷减少，致密性增强。当偏压增大到50V后，膜层中残余应力增大，膜层结构被严重破坏，表面粗糙不均匀。N2分压增大，膜层的粗糙度增大，组织疏松。基体温度提高，膜层中原子之间反应充分，晶粒细化，膜层组织致密，表面光滑。沉积时间增加，膜层的厚度增加，膜层中内应力增加，表面出现了部分剥落现象。EDS分析表明：TiN薄膜中检测到Ti和N，Ti/N原子含量比接近1。TiAlN薄膜检测到Al、Ti、N三种元素。Al靶电流的增大，膜层中Al原子含量增加，Ti和N原子含量降低。基体偏压的增大，膜层中Al、Ti原子含量减少，Al原子的溅射产额约为Ti原子的2倍，Al原子的损失量比Ti原子大，Al/(Al+Ti)和(Al+Ti)/N的值减小。N2分压增大，膜层中Al、Ti原子含量减少，质量较轻的Al原子损失量大。基体温度提高，膜层中Al、Ti原子含量增加，（Al+Ti）/N比值增大。结合力和显微硬度分析表明：TiN薄膜的膜-基结合力为41N，显微硬度为2350HV。TiN薄膜中Ti/N原子含量比接近1，生成较多的Ti-N饱和键，显微硬度较高。TiAlN薄膜的膜-基结合力可达78N，显微硬度可达2915HV。Al靶电流增大，膜-基结合力和显微硬度呈现先增大后减小的趋势。Al靶电流增大，膜层中的缺陷减少，晶粒细化，致密度提高，膜-基结合力提高；膜层中出现Ti3AlN硬相、Al原子替代Ti原子位置引起的晶格畸变以及Al原子细化膜层晶粒共同作用，使膜层的显微硬度提高。当膜层中出现过多的非晶相的AlN软相，引起严重的晶格畸变，内应力增大，膜层结构疏松，膜-基结合力和显微硬度降低。基体负偏压增大，膜层中粒子的扩散和迁移能力提高，膜层致密度提高，膜-基结合力和显微硬度增大；但负偏压过大，离子对膜层的刻蚀作用严重，膜层结构被破坏，膜层变薄，膜-基结合力和显微硬度下降。N2分压增大，粒子在膜层中的扩散和迁移能力下降，膜层晶粒尺寸增大、结构疏松、致密度下降，膜-基结合力和显微硬度下降。基体温度提高，到达膜层粒子获得的能量增大，原子反应充分，有利于反应沉积Ti3AlN相的膜层，粒子在膜层表面的迁移和扩散能力增强，膜层晶粒细化，致密度提高，膜-基结合力和显微硬度提高。沉积时间变化，膜层厚度变化，影响膜-基结合力和显微硬度。沉积速率分析表明：TiN薄膜厚度为2.50μm，沉积速率为0.50μm/h。TiAlN薄膜的膜层厚度可达5μm，沉积速率可达1μm/h。Al靶电流增大，Al靶的溅射效率提高，到达基体表面的原子数量和动能增大，膜层缺陷减少，膜层厚度和沉积速率增大。基体负偏压增大，膜层的厚度和沉积速率呈现先增大后减小的趋势。当负偏压过大，膜层被高能Ar+严重刻蚀，膜层厚度和沉积速率都显著下降。N2分压增大，Ar气分压比例降低，金属靶材的溅射效率下降，到达膜层的粒子数量和动能降低，膜层厚度和沉积速率下降。基体温度提高，膜层原子的能量增加，有利于反应沉积膜层，膜层厚度和沉积速率提高。薄膜颜色分析表明：Ti靶电流为24A的TiN薄膜为金黄色，光泽度较好。Al靶电流增大，膜层中黑色的AlN相增多，TiAlN薄膜的颜色变化为黄紫色、紫红色、紫黑色、黑色，光泽度降低。基体负偏压增大，TiAlN薄膜中原子质量较轻的Al原子损失量大，膜层变薄，颜色变浅，紫黑色变为紫红色，光泽度提高。沉积时间增加，膜层颜色加深，光泽度降低。