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采用PVD法中的空心阴极辅助多弧离子复合沉积技术,在高速钢基体表面制备(Ti,Al)N涂层。用X射线衍射法计算不同工艺参数下(Ti,Al)N涂层中的残余应力大小,分析研究涂层中残余应力的构成、性质以及产生的原因。探讨涂层的组织形态、涂层结构及沉积工艺等因素对涂层残余应力的影响；从涂层应力产生原因及影响因素角度考虑,提出涂层中残余应力大小控制的可行性方法。同时用场发射扫描电镜和材料表面微纳米力学测试系统对涂层的微观形貌和基本性能进行检测分析。研究分析表明：用X射线衍射法测量(Ti,Al)N涂层残余应力,应力计算结果均为负值,涂层中存在着残余压应力。涂层残余应力由涂层的本征应力和热应力构成,涂层本征应力是由于沉积过程中产生的晶格错配、空位、位错等晶体缺陷引起；温差的存在以及涂层与基体的热膨胀系数的不同是热应力产生的原因。涂层中的本征应力是涂层残余应力的主要构成部分,本征应力的大小占涂层总残余应力大小的80%左右,其余为热应力。涂层中残余热应力也表现为压应力,通过改变沉积工艺,在高速钢基体与(Ti,Al)N涂层之间设置TiN过渡层,使得涂层的结构和成分以梯度方式变化,可显著降低涂层中的残余热应力大小,热应力计算结果值大约降低60%,相当于涂层中总的残余应力值减少12%。(Ti,Al)N涂层沉积方法和沉积工艺参数是影响涂层残余应力大小的主要因素,当沉积脉冲偏压值增高时,涂层表面质量得到明显改善,X射线衍射分析计算结果显示,涂层中残余应力的变化随之而降低。当脉冲偏压值为-300V时,涂层中残余压应力最小,其值为-1361MPa。继续提高脉冲偏压值,涂层中残余应力有增大的趋势。(Ti,Al)N涂层中的“大颗粒”现象会降低涂层晶粒的均匀程度,增大涂层中残余应力值。采用空心阴极离子镀辅助多弧离子镀复合沉积方法,配之以较高的脉冲偏压值,可以明显减少“大颗粒”的数量和尺寸,从而降低涂层中残余应力值。在本实验条件下,可通过采用复合沉积技术、提高脉冲偏压值以及沉积TiN过渡层三种方式,降低涂层中残余应力。制得的(Ti,Al)N涂层中残余应力值最小为-1361MPa；此时涂层的硬度为38.0N、涂层与基体的结合力为59.0N、涂层的摩擦系数值为0.54。