采用PVD多弧离子镀技术,在高速钢(W6Mo5Cr4V2)试样片和高速钢铣刀表面沉积含Si多元复合涂层。改变合金靶的成分和PVD沉积工艺来控制涂层的成分和结构,采用X射线衍射仪、扫描电镜分析涂层的组织结构;采用纳米压痕仪、划痕仪、POD摩擦磨损机研究涂层的力学性能;通过切削实验研究涂层刀具的磨损形貌及涂层失效机理。主要结论如下:(1)含Si多元复合涂层的主要相结构为fcc-CrN相,涂层中Al以AlN相或(Cr,Al)N固溶体存在;Cr以Cr2N相或纯Cr相存在;Ti和Si主要以TiN相和非晶态Si3N4相存在。(2)涂层表面均存在富含Al,Ti,Cr等金属元素颗粒和浅坑。AlCr TiSiN-3涂层、AlCr TiSiN-6涂层与基体的结合性能较好,压痕周围不产生裂纹和剥落,膜基结合力分别为67 N和60 N。(3)低铝沉积AlCrTiSiN-3涂层的摩擦系数相对较低为0.48,高铝沉积AlCr TiSiN-6涂层的摩擦系数最低仅为0.42,磨损率最小,磨损形貌较为光滑,耐磨性最好。(4)在涂层刀具切削寿命测试中,AlCr TiSiN-3涂层、AlCr TiSiN-6涂层的切削寿命较高,切削长度分别为12.0 m和13.2 m,AlCrTiSiN-6涂层切屑表面较为光洁,加工面较平整,粗糙度为1.35μm。(5)涂层刀具的磨损机理主要表现为磨粒磨损和粘着磨损,同时还伴随着氧化磨损。