随着现代工业的发展，对材料的性能要求越来越高，氮化物薄膜能够提高材料的硬度和耐磨性等综合性能，延长材料的使用寿命，多层氮化物薄膜通过结构调制可以实现更好的性能。本文采用电弧离子镀和高功率脉冲磁控溅射复合方法，在M2高速钢基体和单晶硅片上沉积TiZrN/TiN纳米多层薄膜，研究调制周期对TiZrN/TiN纳米多层薄膜微观结构和性能的影响规律。研究发现，随着调制周期的增大减少膜层表面大颗粒及凹坑缺陷，薄膜质量得到改善； TiZrN/TiN纳米多层薄膜总厚度在885~1010nm之间。调制比为3:1，随着调制周期的增大，TiZrN、TiN单层厚度逐渐增大。当调制周期为30nm时，Zr元素含量达到最小值8.8at.%, 晶粒尺寸达到最小值4.999nm；当调制周期为40nm时，Zr元素含量达到最大值25.3at.%，纳米硬度和弹性模量达到最大值39.83GPa和330.13GPa；当调制周期为60nm时，晶粒尺寸达到最大值5.562nm，纳米硬度和弹性模量达到最小值36.11GPa和310.87GPa，膜基结合力最好，达到HF2。所制备的TiZrN/TiN纳米多层薄膜均以（111）晶面为择优取向，晶粒尺寸在4.999nm~5.562nm，纳米硬度都在36GPa以上，是M2高速钢的4倍以上。在调制周期为40nm时，薄膜硬度最高，增强了薄膜的耐磨性，磨损率达到最小值1.55×10^-8mm³/N·mm；HiPIMS制备TiN单层厚度增加，掩盖凹坑缺陷能力增强，阻碍腐蚀介质的腐蚀通道，降低腐蚀速率，自腐蚀电流密度达到最小值0.234μA/cm²，腐蚀速率最低，耐腐蚀性能最强。与M2高速钢基体相比，TiZrN/TiN纳米多层薄膜的硬度、耐腐蚀性和摩擦磨损性能都显著提升，Zr元素含量和调制周期是影响TiZrN/TiN纳米多层薄膜性能的主要因素。研究结果为TiZrN/TiN纳米多层薄膜在关键零部件材料性能提升方面提供了一定的试验依据。

高功率脉冲磁控溅射；电弧离子镀；TiZrN/TiN纳米多层薄膜；薄膜性能