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CrN涂层具有高硬度、结合力强、低摩擦系数等优良性质,随着工件的服役环境日趋严苛,单一的CrN涂层已经不能满足工作需求。多元涂层的出现很好地解决了这一难题,在传统的二元涂层中加入其他元素能够显著地提高涂层的综合使用性能。本文采用等离子体增强磁控溅射技术分别制备了CrSiN、CrAlN涂层,并研究了基体负偏压、Al含量、Si含量对涂层硬度、结合力、耐磨性能以及抗高温氧化性能的影响规律。研究结果表明:(1)随着基体负偏压的升高,CrSiN、CrAlN涂层均呈现出CrN(111)晶面择优取向,涂层的硬度、杨氏模量及结合力等随偏压的升高先升高再降低,在-50 V时达到最优,此时涂层平均摩擦系数最低,耐磨性能最佳。(2)随着Si含量的升高,CrSiN涂层的择优取向由CrN(111)晶面转向(200)晶面,硬度、杨氏模量及结合力呈现出先升高的趋势,在Si含量为18.5%时达到最大值,随着Si含量进一步增加,涂层的力学性能下降;不同Al含量条件下CrAlN涂层的择优取向从CrN(111)晶面转向(200)晶面,涂层的硬度、杨氏模量、结合力随着Al含量的升高先升高再降低,在Al含量达到37.8%时涂层的力学性能达到最佳。(3)在CrSiN涂层中,随着Si含量的升高,涂层表面粗糙度下降,平均摩擦系数减小,在Si含量为18.5%时涂层耐磨性能达到最佳,随Si含量进一步增加,涂层粗糙度增大,硬度等相对降低,耐磨性降低;CrAlN涂层的平均摩擦系数随Al含量的增加先降低,在Al含量为37.8%时涂层表面光滑致密,耐磨性最佳,Al含量进一步增加时涂层中缺陷增多,粗糙度增大,耐磨性能降低。(4)本实验在高温合金基体上沉积不同偏压、掺杂量的CrSiN、CrAlN涂层,并研究了其在800℃条件下的抗高温氧化性能,确定了最优参数,并沉积最优参数下的涂层研究其最佳服役温度和服役时间。实验结果表明:CrSiN涂层在偏压为-50 V、Si含量为18.5%时热稳定性最好,在800℃条件下氧化10h后涂层表面出现裂纹,氧扩散至基体表面的量相对较多,但涂层未脱落,仍具有一定的保护作用;在偏压为-50 V、Al含量为51.5%时CrAlN涂层抗高温氧化性能最佳,在900℃条件下氧化10 h后涂层表面出现明显裂缝,但未延伸至基体,氧的内扩散相对缓慢,对基体仍有很好的保护作用。