随着科技发展,单一的二元TiN薄膜已越来越不能满足行业对薄膜的使用需求,镀膜更高的力学性能的需求使得刀具薄膜的性能必须向高结合力和高硬度的方向发展。在这样的需求下,为了获得更好的性能,人们考虑在二元TiN薄膜中掺杂新元素形成的多元复合过渡金属化合物来提高各方面的性能。本文使用TiAlSi靶材（靶材原子是钛原子:铝原子:硅原子为65:25:10）通过磁控溅射设备通氮气制备TiAlSiN薄膜,相比TiN薄膜来说TiAlSiN薄膜性能更优良具有更好的发展前景和使用价值。本论文使用多功能真空镀膜机通过磁控溅射技术在不锈钢基底上制备TiAlSiN薄膜,克服了传统TiN薄膜硬度较低的缺点,制备了硬度优秀结合力较好的薄膜。运用正交试验方法并且使用SEM,自动划痕仪,AFM等设备研究了功率、氮气分压、过渡层溅射时间和温度对TiAlSiN及其梯度薄膜硬度、结合力、晶粒大小、衍射峰、粗糙度特性的影响规律。研究表明,制备TiN薄膜的最佳氮气分压是0.04 Pa,此时硬度为2318 HV,结合力为19 N,并在与TiN薄膜对比的基础上研究TiAlSiN薄膜的力学性能。正交试验结果表明TiAlSiN薄膜硬度和结合力主要受到功率和氮气分压影响这两个因素影响,其中氮气为最主要影响因素。控制氮气流量对薄膜性能进行研究,氮气流量对硬度的影响是氮气流量低时硬度随着氮气流量增加而增加,当氮气流量大于12 sccm时硬度缓慢减小,氮气流量对结合力的影响是当氮气流量较低时结合力随着氮气流量增加不断减小当氮流量大于12 sccm时结合力增加。综合硬度和结合力的影响效果,确定了氮气流量为12 sccm时为镀膜最佳的氮气流量,TiAlSiN薄膜硬度为4097 HV,结合力为18 N。在此基础上,设计了氮气流量梯度薄膜,实验结果显示氮气流量逐渐增大,时间也逐渐增加的梯度薄膜性能较好,其中D-7工艺对结合力提升最大,相比单层薄膜结合力有显著提高,其结合力可达到42 N,硬度由于为梯度膜的设计略微下降,3428 HV,综合性能较好。