物理气相沉积涂层（Physical Vapor Deposition，PVD）属于新材料和先进制造研究领域，是一种表面处理的有效方法，其性能特点有：（1）高硬度，耐磨损（HV2500-4000）；（2）超薄（单边1.5-5微米）；（3）耐高温（200-1200℃）；（4）自润滑（摩擦系数0.05-0.35）；（5）无污染、零排放（与其它涂层、镀层比）。由于采用PVD工艺可大幅度提高刀具、模具、机械零件和摩擦磨损件的性能，所以该技术具有非常广阔的市场应用价值和前景。本项目依托上海应用技术大学表面工程研究所，所开发的多层纳微米超硬涂层技术曾获得上海市工博会优秀展品一等奖，所受各类项目资助额超过700万元。 国内的PVD涂层大多数是以单层涂层（TiN）为打底层，以二元或三元合金层硬质薄膜为表层，如单层TiN涂层、CrN涂层、TiAlN涂层。在硬切削领域，TiAlN涂层是商品化并使用非常广的一种单层涂层，主要是采用Ti+TiN作为打底层，再沉积TiAlN层，可用于切削硬度HRC45以下的淬硬模具，但是在使用中会经常出现涂层脆性剥落。所以总的就技术层面来说，PVD涂层虽在应用但还有很多需要改进提高的地方。 通过系列研究课题的持续实施，本项目在以下方面取得了技术突破： （1）研发了多层纳微米薄膜技术。在涂层的制备工艺上创新地采用多层膜技术，解决了涂层内应力大，涂层与基体结合力差等缺点。制备了总厚度为3.5微米左右，80-100层的TiAlN、TiAlSiN、CrN和类金刚石（DLC）涂层，并广泛用于不同的制造行业，真正实现了每层薄膜的纳米级厚度（35-44纳米/层）。 （2）研发了低温涂层技术。过高的涂层温度会对被涂层基体造成严重的损伤，可能使基体退火、变形，直至报废。本研究由于采用多层膜技术，成功地解决了涂层中的应力集中问题，进而提高了涂层的附着力，为此对于多层的TiAlN、TiAlSiN和Ti打底的CrN涂层，可以在小于400℃的温度涂层；对于类金刚石涂层和Cr打底的CrN涂层，涂层温度小于100℃。 （3）研发了超硬涂层技术。在多层TiAlN涂层的基础上通过添加耐氧化的Si元素制备了四元高硅TiAlSiN涂层，该涂层的维氏硬度超过HV4000，耐高温超过1200℃，可以干式切削不锈钢、钛合金、高温合金等难加工材料，对于淬硬钢切削硬度超过HRC65。 成果已经在上海市高新技术企业上海名古屋精密工具股份有限公司（刀具）、上市公司上海紫日包装有限公司（制瓶模具）、上海市高新技术企业上海高罗输送装备有限公司（机械零件）、余姚市超杰金属制品有限公司（模具）、上海应术电站配件有限公司（刀具）、上海中超刀具有限公司（刀具）、上海能程精密机械有限公司（模具）和上海新弧源涂层技术有限公司（涂层工艺）等企业广泛应用，新增产值超过3亿元。