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为了进一步提高超硬反应膜的显微硬度值和耐磨性能,以获得更加优良的综合性能,本文采用Ti-Al-Cr合金靶材,利用多弧离子镀设备,并参照(Ti,Al)N、(Ti, Cr)N及(Ti,Al,Zr)N的沉积工艺对(Ti,Al,Cr)N超硬反应膜的沉积工艺参数进行优化设计,在高速钢基片上制备了表面光洁、平整,组织均匀、致密的(Ti,Al,Cr)N薄膜。对制备出的(Ti,Al,Cr)N薄膜,利用光学显微镜和扫描电子显微镜对膜层进行了表面形貌、断口组织观察以及膜层表面成分分析;利用显微硬度计测试了膜层和液滴的表面硬度;采用划痕法对膜层的附着力进行测试,得到了膜层破损临界载荷和破损趋势;利用磨擦磨损试验机,测试了常温、高温条件下膜层的摩擦磨损性能,并对膜层的耐磨性进行了分析和评价;利用电阻炉对膜层分别进行了600℃和800℃氧化试验,以评价膜层的抗氧化性。研究工作表明,采用Ti-Al-Cr合金靶,利用多弧离子镀技术可以沉积出性能优良的(Ti,Al,Cr)N膜层。沉积出的(Ti,Al,Cr)N膜层由组织均匀、致密的柱状晶构成,且其相组成主要为面心立方结构的Ti3AlCrN和六角密排结构的AlCrN。膜层在较薄的厚度(≤3μm)下,通过沉积工艺优化,可以达到很高的硬度(HV>3300)、很强的附着力(>180N)、较好的常温和高温耐磨性能。所有膜层在600℃下均表现出极优的抗氧化性能,在800℃特定工艺下、特定成分的膜层仍能表现出优良的抗氧化性能。以上研究结果表明本课题所研制的(Ti,Al,Cr)N膜层,具有比TiN、(Ti, Al)N、(Ti,Cr)N等一元及二元膜层更加优良的综合性能,可进一步延长刀具使用寿命,满足刀具膜层的高使用性能要求,具有良好的工业应用前景。