铝及铝合金因其具有优异的性能,被广泛的应用于能源、交通、电子、建筑和国防工业等领域。然而,随着铝合金服役环境的日益恶劣,由于其表面硬度较低、耐磨性较差,在使用中表面常发生严重的磨损情况,严重限制了其应用范围。近年来,对铝合金表面改性研究,有效地改善铝合金表面性能,使其满足和适应各种环境成为重要的研究课题。在各种表面处理技术中,磁过滤阴极真空弧技术由于设备简单、沉积速率快、制备的薄膜均匀致密、膜-基结合力强和可镀材料广泛等优点被广泛应用。本论文采用磁过滤阴极真空弧技术在Al-Si合金基体表面沉积（Ti,Al）N薄膜,探究TiAlN薄膜对铝合金基体表面的改性效果,系统研究了N₂流量、基体负偏压和膜层结构对TiAlN薄膜的组织结构及性能的影响。研究结果表明:1.N₂流量在50 sccm⁹0 sccm时,TiAlN薄膜为面心立方晶体结构,调控N₂流量可以有效地抑制薄膜中柱状晶的生长。随着N₂流量的增加,薄膜的显微硬度与H³/E^*2呈现先增加后减小的趋势,在N₂流量为70 sccm时,薄膜的显微硬度和抗塑性变形能力达到最大值。不同N₂流量下TiAlN薄膜具有较好的膜-基结合力,薄膜的摩擦系数在0.43⁰.48之间,均小于铝合金基体的摩擦系数0.63。N₂流量为70 sccm时,样品的磨损率达到最小值4.89×10^-5[mm³/Nm],相比于铝合金基体的磨损率3.08×10^-4[mm³/Nm]降低了近一个数量级,TiAlN薄膜能有效提升铝合金基体的耐磨性。2.负偏压在50 V¹00 V时,随着负偏压的增加,薄膜的厚度呈现先增加后减小的趋势,薄膜的粗糙度先减小后逐渐增加,薄膜中没有出现粗大的柱状晶结构。在N₂流量为70 sccm,负偏压为75 V时,TiAlN薄膜的显微硬度和抗塑性变形能力达到最大值,磨损率达到最小。3.多层结构有效地抑制了TiAlN薄膜晶粒的长大,薄膜晶粒细化组织致密,力学性能得到提升,薄膜的显微硬度和抗塑性变形能力达到最大值30.81 GPa和0.576。多层结构和梯度结构TiAlN薄膜的膜-基结合力明显提高,结合力等级为HF1,临界载荷Lc2为13.40 N和11.78 N。多层结构和梯度结构TiAlN薄膜的磨损率相比于铝合金基体下降了两个数量级。