在TiAlN硬质膜中引入Cr元素,制备(Ti,Al,Cr)N四组元氮化物硬质复合膜。试验过程中,通过改变氮气分压,形成成分梯度膜层,并在三个偏压下对比膜层的性能,得出优化工艺,并将优化工艺应用于涂层钻头和涂层铣刀的制备。通过切削对比试验,得出(Ti,Al,Cr)N膜层对于刀具性能的提升以及寿命的延长倍数。借助于物理气相沉积技术,采用TiAl合金靶以及单质Cr靶组合进行(Ti,Al,Cr)N膜层沉积试验,镀膜基体为M42高钴钢。通过改变偏压的大小,使涂层的组织与性能发生改变,并最终制备出性能测试所需的三组镀膜样品;对镀膜样品的表面形貌、硬度、结合力、热震性以及摩擦磨损性能进行测试分析,结果显示,在负偏压为150V的情况下(Ti,Al,Cr)N膜层的硬度值可以到达3400HV,膜/基结合力146N之上,热震次数达到八次。在此基础上,确认了优化沉积工艺参数,并将其应用于涂层刀具的制备。选用45#钢作为待切削材料进行实际切削试验并对比分析切削性能。通过改变切削参数,将试验分为五组分别进行,每组包括三个阶段的测试。分析各个阶段镀膜刀具与未镀膜刀具的切削表现以及刀具的后刀面磨损形貌;在每个阶段对刀具的后刀面磨损带宽进行测量,定量地给出未镀膜刀具与镀膜刀具的后刀面磨损情况。分析对比表明,(Ti,Al,Cr)N膜层能够与高速钢刀具良好结合,并且改善切削性能。与未镀膜刀具相比,(Ti,Al,Cr)N膜涂层钻头和涂层铣刀的后刀面磨损明显减轻,刀具耐磨性显著提高。优化沉积工艺下制备的(Ti,Al,Cr)N膜涂层刀具的切削寿命均有明显提高,(Ti,Al,Cr)N膜涂层钻头的寿命提高4-5倍,(Ti,Al,Cr)N涂层铣刀寿命提高3倍。