本发明提供了一种四元单层超硬薄膜材料及其制备方法,属于金属材料表面改性和机械加工技术领域。一种Zr‑Al‑O‑N四元单层超硬薄膜材料和利用电弧离子镀技术在工模具材料表面制备该薄膜的方法。该材料的成分设计依据化学键合及电子能带结构理论,遵循共价性耦合能带理论来完成;该制备方法利用电弧离子镀设备并通过分离靶弧流调控及氮、氧分压调控来进行,可沉积合成原材料简单、成本低、却硬度高于40GPa的耐磨损、抗腐蚀和抗氧化性能良好的高性价比Zr‑Al‑O‑N四元单层薄膜。该方法沉积速度快、生产效率高、操作简单、利于批量生产,特别适于机械加工技术领域。