模具是工业发展的关键因素,随着现代制造业的快速发展,使冷作模具钢和热作模具钢的工况愈加恶劣,这对于模具的各方面性能提出了更为严苛的要求。模具的损伤主要发生在表面,影响模具使用寿命,降低工业生产效率。通过物理气相沉积（PVD）对表面改性是有效提高基体性能的方式,已广泛应用于硬质合金刀具等基体。利用PVD技术在模具表面沉积硬质氮化物涂层的研究较少。本文通过高功率脉冲磁控溅射技术（HiPIMS）在AISI H13钢（4Cr5MoSiV1）、3Cr2W8V和Cr12MoV三种模具钢表面沉积TiAlN和TiAlSiN两种涂层,重点研究TiAlN和TiAlSiN两种涂层对于冷作模具钢基体耐蚀性、耐磨性以及热作模具钢基体抗高温氧化性的作用。主要研究结果如下:（1）采用高功率脉冲磁控溅射沉积的TiAlN涂层和TiAlSiN涂层内部无明显孔洞、裂纹及断层。涂层与基体之间存在元素互扩散现象,涂层较为致密。因高能粒子的轰击作用,表面具有一定的粗糙度。TiAlSiN涂层中Si元素的加入使柱状晶结构减少,晶粒细化,与TiAlN涂层相比进一步提高了基体硬度。涂层的表面质量与结合力等性能受到基体的影响,当基体硬度较高,物理特性与涂层较匹配时,涂层表现出较高硬度和较优结合性能。（2）研究了冷作模具钢Cr12MoV在电化学腐蚀及空泡腐蚀中的腐蚀行为,电化学腐蚀过程中相对于基体,TiAlN涂层和TiAlSiN涂层均大幅降低了基体的腐蚀速率,腐蚀机制主要为点蚀。涂层降低了腐蚀介质进入涂层内部接触基体的几率,起到阻隔作用,提高了基体耐蚀性。空蚀过程中TiAlSiN涂层空蚀程度最轻,高硬度TiAlSiN涂层能有效抵抗空蚀的冲击力和微射流作用。Si元素加入TiAlN涂层,能有效抑制裂纹的萌生扩展,阻止空蚀坑的连接,防止涂层大面积剥落失效。（3）基体的磨损形式主要为磨粒磨损和粘着磨损,涂层为磨粒磨损及疲劳磨损。高硬度的TiAlN和TiAlSiN涂层降低了基体的摩擦系数。TiAlSiN涂层摩擦系数最低,因TiAlSiN涂层硬度较高,形成的非晶Si3N4包裹TiAlN的纳米复合结构使晶界滑动困难,提高耐磨性。（4）TiAlN涂层和TiAlSiN涂层在氧化过程中形成的致密氧化物层有效降低了氧化增重速率,提高了基体的抗氧化温度。950℃下TiAlN涂层完全被氧化,而TiAlSiN涂层仍具有部分保护作用。TiAlSiN中Al2O3和SiO2共同作用进一步阻挡氧向涂层内部的扩散,细小晶粒和致密的涂层结构使氧的扩散速率降低,起到了有效阻氧作用,提高了基体的抗高温氧化性。