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涂层刀具兼有刀具基体材料强韧性和涂层材料耐磨性而成为现代切削领域中的应用最广泛刀具。TiAIN涂层的开发在刀具涂层材料发展史上具有里程碑的意义,因其具有良好的耐磨、抗氧化等优点,目前广泛地应用于各类切削涂层刀具。对TiAIN涂层的研制不仅能制备出性能良好的涂层,还可以对开发新型、复杂的刀具涂层具有启迪作用。在TiAlN涂层基础上,TiAl-X-N涂层可以形成复杂的“纳米复合结构”,拥有更加优异的硬度和抗氧化性,能适应Ti合金等难加工材料苛刻的切削环境,进而成为近年来研究热点。磁控溅射技术具有应用范围广、溅射过程稳定、沉积速率快等优点常用于TiAIN等涂层制备,能得到与基片结合牢固的刀具涂层。基于以上背景,本文采用磁控溅射技术进行TiAIN刀具涂层的研制,考察溅射过程中基片偏压、靶材功率和N2分压对TiAIN涂层的组织与性能的影响,并且在硬质合金刀片表面制备了TiAIN涂层进行了切削试验,与未涂层刀具进行对比,最后,制备了TiAlSiN涂层,考察了Si含量对TiAlSiN涂层组织与性能的影响。涂层的表面形貌主要用原子力显微镜(AFM)和场发射扫描电镜(FE-SEM)进行观察；涂层的截面形貌和厚度采用扫描电镜(SEM)进行观察和测量；涂层的成分由能谱仪(EDX)进行分析；涂层的物相采用X射线衍射分析仪分析。采用纳米压痕硬度仪测试涂层硬度和杨氏模量；采用表面性能测试仪测试涂层与基片结合力。所得结果如下：(1)磁控溅射法制备TiAIN涂层的厚度在1-41μm范围内,增加基片偏压、靶材功率和N2分压均有细化涂层颗粒,使涂层变致密的作用,且不同程度的使涂层沿(200)方向择优取向。(2) TiAIN涂层的硬度随基片偏压和靶材功率的增加呈先增加、再降低的趋势,随N2分压的增加呈现缓慢增加的趋势,本实验获得最大硬度为26GPa,这些规律与涂层晶粒细化和择优取向等微观结构演变有关；TiAlN涂层与基片结合力随基片偏压和N2分压的增加而降低,本实验中获得最高结合力为57N,这种变化规律与涂层应力状态和晶格常数有关。(3)在工艺探索基础上,选择合适的工艺参数,在硬质合金铣刀刀片表面沉积TiAlN涂层并且进行铣削实验,结果表明,TiAlN涂层能保护刀具基体,降低磨损量,延长切削时间1倍以上。(4)对于TiAlSiN涂层,随着Si含量的增加,涂层晶粒细化,且沿(200)方向取向度增加,微观结构变化促进了性能提升,当Si含量为7at.%时,涂层硬度达到最大35GPa,且TiAlSiN涂层与基片结合力并没有减小,在70-80N的范围内。