Cr/N涂层因为具有高硬度,高韧性和高耐磨性以及良好的耐腐蚀性性能,近年来被材料工作者广泛研究与创新。铝合金因其重量轻,比强度高,优良的耐热性和较高的疲劳强度,被广泛应用于航天航空,汽车,建筑材料等产业,已经成为使用量仅次于钢铁的第二大金属材料。但低硬度,耐磨性差,不耐腐蚀等缺陷又限制了铝合金的使用。为提高铝合金使用性能,将表面处理技术应用于铝合金已经成为新的研究热点。因此,本文针对提高2024铝合金表面的硬度和耐磨性的新要求,先后采用磁控溅射离子镀技术和等离子渗氮工艺相结合的方式,在铝合金表面制备Cr/N-Cr/Al复合改性层。采用非平衡磁控溅射离子镀技术,分别改变基体偏压和靶材功率溅射参数,在2024铝合金表面沉积纳米级单质Cr膜。XRD结果表明体心立方结构（bcc）的Cr膜具有（110）择优取向,晶粒呈现出典型的柱状晶结构。基体偏压从-10 V增加到-110 V,晶粒尺寸从178 nm增大到353 nm,随着靶材功率的增加（0.2 k W到1.6 k W）,膜层不断增厚,晶粒尺寸从50 nm增大到290 nm。压痕测试表明-10 V下薄膜表面硬度达到4.58 GPa,H/E（抗裂性）和H3/E2（抗塑性变形）随着基体偏压和靶材功率的增加而下降。薄膜在-10 V下的膜基结合力最好,临界载荷为53.83 N。预镀单质Cr膜经等离子渗氮处理后,表面变得更加致密,表面形成多层结构,从表面到基体间的物相分别为Cr N,Al4Cr,Al18Cr2Mg3等金属间化合物。其中Al4Cr,Al18Cr2Mg3复合改性层的厚度受等离子渗氮温度变化影响较大,在430℃以下,复合改性层生长不明显,在480℃时,Al18Cr2Mg3层增加到14.5μm。复合改性层显著提高了2024铝合金表面的硬度和耐磨性,渗氮处理后表面硬度最高达到9.39 GPa,弹性模量为175 GPa。与铝合金基体硬度（1.57 GPa）相比,膜层硬度提高明显,H/E抗裂性（0.0604）和H3/E2抗塑性变形系数（0.0342）提升显著。铝合金表面摩擦系数从0.72下降到0.32,复合改性层的磨损机制:起始主要为粘着磨损,稳定阶段以磨粒磨损为主,同时始终伴随着有氧化磨损。