为提高切削刀具的耐磨性、耐蚀性以及使用寿命，常在刀具表面涂一层硬质薄膜来满足使用。采用离子镀膜机制备刀具薄膜是薄膜制备的一种重要方法，在刀具行业应用广泛。薄膜通常是在高真空环境下制备的，因此高真空环境的获得对于离子镀膜机尤为重要。本文首先简单介绍了真空技术基本知识，以及几种常用真空获得设备的结构和原理。通过分析比较各种真空泵的优缺点，结合离子镀膜机对真空度的要求，制定了真空系统的总体设计方案。通过流导、抽气速率的具体计算，确定了以扩散泵为主泵，前级泵为罗茨泵+机械泵的高真空机组。经过实际测试，结果证明了该设计方案的可行性。在离子镀膜机中成功制备了TiAlN薄膜，研究了不同的Al靶电流对薄膜性能的影响。通过显微硬度仪、划痕仪、金相显微镜、XRD、SEM和EDS等仪器分别对薄膜的硬度、结合力、表面形貌、物相、断口形貌等主要性能进行了测试分析。结果表明，制备出的样品的宏观颜色受Al靶电流的影响，呈现出不同的颜色，随Al靶电流的增大由黄红色渐变为黑色。显微硬度和结合力测试表明，薄膜的最高硬度为2893HV，最大结合力达到75N。金相观察可看出薄膜表面大致平整，但都有尺寸不一的凹坑，随Al靶电流的增加，薄膜表面变得较为光滑，但当Al靶电流为22A时，薄膜的表面粗糙度又增大。XRD表明Al靶电流较小时，只出现TiN相；当Al靶电流提高到18A时出现了Ti3AlN相，说明Al靶电流的大小决定了沉积到基体表面的Al原子的能量，Al原子的能量只有超过某一临界值时，才可以置换TiN中的Ti原子。扫描电镜可以看到膜层呈柱状晶生长。能谱分析表明膜层中的Al含量随Al靶电流的增加而增大。