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電動車 (EV) 和生物燃料的快速發展加劇了汽車摩擦學領域的挑戰。電動車的高扭力/高轉速會加劇邊界潤滑，與傳統系統相比，摩擦力增加 30%。同時，生物乙醇燃料會帶來嚴重的腐蝕風險。現代低摩擦塗層，包括類鑽石碳 (DLC)、四面體非晶碳 (ta-C) 和奈米複合塗層，為解決這些問題提供了突破性方案。例如，ta-C 塗層等創新技術在生物乙醇環境中展現出卓越的耐腐蝕性（浸泡 2 小時後無降解）和超低摩擦係數（0.007–0.008）。這些進步使得電動車能夠實現輕量化（減重 15%）、相容於生物燃料並提高能源效率（摩擦損失降低 40%）。

TiCN塗層結合了非晶碳和奈米晶結構，與TiC和TiN相比，具有更高的硬度、更強的韌性和更低的摩擦係數¹。這些特性使其廣泛應用於攻牙和鑽孔，特別適用於加工有色金屬和合金²。高功率脈衝磁控濺鍍（HiPIMS）主要採用脈衝直流放電模式。在放電過程中，高觸發電壓會產生峰值功率密度和電流密度，導致等離子體電子密度急劇增加。增強的電子密度提高了濺射原子與電子碰撞的機率，從而實現高電離率（20%-100%）³。高等離子體密度依賴於峰值功率密度和低佔空比。在脈衝切換過程中，等離子體粒子碰撞並交換電荷，而不會濺射靶材，從而減少了熱量積累，防止陶瓷靶材因過熱而開裂⁴。 HiPIMS技術在一定程度上融合了直流磁控濺鍍和陰極電弧濺鍍的優勢，在實現高電離率的同時避免了金屬顆粒的產生。高電離率和高電流密度能夠有效提高塗層沉積質量，降低表面粗糙度，並增強薄膜的附著力和密度⁵。此外，高電離率還能增強顆粒繞射特性，有效解決複雜工件表面厚度不均勻的問題。本文採用高功率脈衝磁控濺鍍（HiPIMS）技術在硬質合金表面製備了一系列TiCN塗層，研究了功率變化對塗層中碳含量、微觀結構和機械性能的影響，並透過螺紋切削試驗考察了TiCN塗層的實際切削性能。