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无间隙原子(IF)钢具有优良的深冲成形性能，广泛应用于汽车、家电等外板制造，是最重要的结构材料之一。但是，IF钢的耐蚀性较差，服役过程中很容易受到环境侵蚀而失效。Zn-Al合金防护涂层具有优良的耐蚀和耐磨性能，是最常用的延长钢铁结构件服役寿命的涂层材料之一。作为一种新型的涂层制备技术，冷喷涂可以在低温下实现涂层的沉积，在金属涂层制备领域具有广阔的应用前景。如何制备致密稳定的保护性涂层、以及如何提高涂层与基体之间的结合强度，是冷喷涂技术发展中的关键问题。 本文利用冷喷涂技术在IF钢表面成功制备出致密的Zn-Al涂层，研究了后续退火处理和IF钢基体表面纳米化对涂层/基体界面结合强度的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱仪和X射线衍射表征了涂层、基体及界面化合物的微观组织、成分分布和相组成;利用显微硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验机和三电极系统评价了退火前后Zn-Al涂层的力学性能和耐蚀性能;利用三点弯曲和“拔钉法”(Stud pull-off test)研究了涂层/基体之间的结合强度。得出以下主要结论: 1.利用冷喷涂技术在IF钢基体上制备出孔隙率＜0.5％的Zn-Al合金涂层，制备过程中未发生明显的氧化和相变。200-350℃温度范围内，涂层硬度随退火温度的升高逐渐增大;而涂层的摩擦磨损性能随退火温度的升高呈现下降趋势;退火后涂层的耐腐蚀性能变化不大。 2.冷喷涂Zn-Al层的IF钢原始样品(Zn-Al/IF-CG)在400℃保温60min退火后，涂层与基体之间的抗剥离能力略有提高;保温时间大于60min后，涂层与基体界面形成Fe11Zn40、FeZn10和Fe2Al5-xZnx组成的混合化合物相，导致其抗剥离能力随退火时间的延长快速降低。 3.SMAT处理能够在IF钢基体表面制备出梯度纳米结构组织，最表层平均晶粒尺寸～10nm，硬度较粗晶基体提高～33％。表层梯度纳米结构组织在400℃以下具有良好的热稳定性。 4.IF钢基体SMAT能够显著改善涂层/基体的界面结合性能，冷喷状态下Zn-Al层与SMAT样品(Zn-Al/IF-SMAT)的界面结合强度达到58.1MPa，较Zn-Al/IF-CG样品提高了～30％。 5.冷喷涂Zn-Al/IF-SMAT样品的界面结合强度不能通过后续扩散退火处理进一步提高。在400℃退火时，保温时间小于30min时涂层/基体界面结合强度有所降低;随着保温时间的延长，界面结合强度开始升高并达到一个相对稳定值(～50.2MPa);当保温时间大于90min后，涂层-基体界面结合强度再次降低。 6.相同条件退火处理后，冷喷涂Zn-Al层在表面纳米化IF钢基体上的结合强度均不低于在粗晶IF钢基体上的结合强度。