采用TIG焊接设备，以高纯氮气和氩气的混合气体作为保护和反应气体，利用氮电弧在ZL101表面制备AlN/Al复合涂层。用扫描电镜（SEM）观察了表面层的的微观组织，用X射线衍射仪（XRD）测试了表面层的物相组成，用能谱分析仪（EDS）测试了表面层的元素组成。研究结果表明，用氮电弧处理ZL101制备的表面层主要由AlN枝晶、铝的固溶体以及铝硅共晶物组成。改变电弧电流和改变电弧气氛比例都会对表面层的组织和性能有影响，随着电流的增大或者电弧气氛中氮气比例的增加，热输入量增加，扩散进入熔池的氮含量增多，导致生成的AlN量增多，枝晶组织分布密集。随着电流的继续增大或者电弧气氛中的氮气比例继续增加，枝晶组织减少，层状组织变多，这是由于基体相对稀释率变大所导致的。适当的增大电流或者增加氮气比例，都会提高表面层的硬度和耐磨性。交流氮化形成的表面层全部为层状组织，比较均匀，随着交流电流的增大，表面层厚度变大，硬度和耐磨性也随之提高，但是耐磨性不如直流氮化制备的表面层好。本文还在ZL101表面预敷钛铁粉，然后用氮电弧进行表面处理制备出表面强化层，在此表面层中有AlN相，Al0.7Fe3Si0.3相和α-Al相。在电流不同的情况下出现两种典型组织，在小电流条件下，出现枝晶状的AlN，针状的Al0.7Fe3Si0.3，铝的固溶体；在大电流条件下，微观组织为层状的AlN，花瓣状的Al0.7Fe3Si0.3，铝的固溶体。随着电流的增大或者电弧气氛中氮气比例的增大，表面层先变厚后变薄，生成AlN的量先变多后变少，硬度和耐磨性也随之有相应的变化。研究证明，在电流为120A，电弧气氛为Ar/N2=6/4时所制备出来的表面层性能最好。