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“十三五规划”明确提出推动硬质合金切削材料制造向涂层刀片、精密切削工具方向发展。基于WNx涂层的优异性能,以及WNx涂层在硬质合金表面的高附着性,本文采用直流磁控溅射技术,在半精加工刀片用材K20硬质合金表面制备WNx纳米涂层,探究基体偏压、沉积温度、气体流量比三个关键工艺参数对涂层成分,显微结构及力学性能的影响。重点研究WNx涂层的摩擦磨损性能,探究涂层在不同载荷及转速下的摩擦学性能差异。研究结果表明,基体偏压对WNx纳米涂层性能影响较大,不同基体偏压下制备的WNx涂层表面均为颗粒状,表面粗糙度在基体偏压为200 V时达到最大值0.065μm,略高于空白基体粗糙度。WNx涂层主要物相均为bcc-W相,基体偏压通过影响等离子体轰击能量,影响氮元素在涂层中的存在形式。基体偏压较低时,氮元素更多以W-N化合物的形式存在,基体偏压较高时,氮元素更多以固溶或自由粒子形式存在。涂层均由细小的柱状晶组成,晶粒尺寸720 nm,沉积速率为1.942.04μm/h,基体偏压对晶粒尺寸和沉积速率影响较小。涂层制备过程中样品架旋转导致涂层横截面呈层状,层厚约为15 nm。涂层均表现为残余压应力,涂层硬度在基体偏压为-200 V时达到最大值27.07GPa。涂层膜基结合强度在95.69 N105.94 N之间,沉积在K20硬质合金表面的WNx纳米涂层附着性能优异。WNx涂层与Si3N4对磨球对磨时摩擦系数低至0.30.4,磨损率也保持在2.26×10-16 m3/N?m以下;与440C对磨球对磨时摩擦系数升至0.660.75,磨损率也相对提高。TEM结果表明,WNx涂层在摩擦磨损过程中会在涂层表面形成一层几十纳米厚的变形层,变形层中晶粒破碎,晶格畸变严重,氮元素逸出,导致对磨球直接与低氮,甚至无氮的变形层对磨。沉积温度通过影响等离子体能量和沉积在基体上粒子的扩散能力影响WNx纳米涂层性能。鉴于低温下（450℃）磁控溅射技术制备WNx涂层的研究较多,在本文主要探究高温段（450℃550℃）,温度对WNx涂层性能的影响。该沉积温度范围内,温度对WNx涂层性能的影响整体来说较小。WNx涂层晶粒尺寸、残余应力和耐磨性受温度影响较明显,随着沉积温度增高,涂层晶粒尺寸增大,残余应力则随之减小。由于相组成和残余应力等因素的影响,随着沉积温度升高,WNx涂层磨损率下降,即耐磨性提高。氮氩流量比对涂层成分、相结构、硬度及摩擦学性能等都有较大影响。在氮氩流量比为40:120 sccm时得到膜基结合力最大值111.80 N。氮氩流量比为80:80 sccm时,涂层主相结构为fcc-W2N,此时涂层硬度最小19.12 GPa。摩擦磨损实验结果表明,该气体流量比下涂层磨损轨道中心未出现明显的氮损失,同时涂层耐磨性最好,磨损率仅为1.99×10-16 m3/N?m。