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大多数服役条件下，铜材料的失效往往发生在表面或从表面开始发生，因而铜材料的表面强度、耐磨性能等对使用寿命具有决定性作用，为此本文采用氮弧熔覆技术在铜基体上原位制备TiN-CuxTiy/Cu复合材料熔覆层以提高铜构件表面硬度以及耐磨性。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜及能谱(SEM、EDS)、X射线衍射仪(XRD)研究不同N2比例和Ti含量时，熔覆层组织及相组成的规律，以及熔覆层内部增强相的形态变化规律。利用显微硬度仪、摩擦磨损试验机研究不同N2比例和Ti含量时熔覆层的硬度和耐磨性能变化规律。 实验结果表明:采用添加焊丝方式制备的熔覆层有裂纹成型差等缺点且硬度提高不大;采用添加粉末方式制备的熔覆层无气孔裂纹等缺陷，呈现良好的冶金结合。随着Ti含量的增加，熔覆层熔深熔宽减小，熔覆层硬度逐渐变大。混合气体中氮气的比例对熔覆层的形貌以及硬度有显著的影响，提高混合气体中氮气比例可增加电弧线能量，熔覆层熔深变大，熔宽减小，熔覆层硬度提高。不同氮气比例时所制备的熔覆层组织均由TiN，Cu4Ti3和Cu3Ti相组成，区别在于随着N2比例的提高，熔覆层内部各增强相的数量增多体积变大。Ti≤10wt％时熔覆层主要由α-Cu和TiN相组成，此时TiN呈细碎块状形貌;10wt％≤Ti≤20wt％时熔覆层主要由α-Cu、TiN相和Ti2Cu·TiN相组成，此时TiN长成较小树枝晶形貌，并形成块状晶内复合强化组织Ti2Cu·TiN;20wt％≤Ti≤70wt％时熔覆层主要由TiN、Ti2Cu·TiN、CuTi和Cu4Ti3相组成，此时TiN树枝晶形貌逐渐长大，伴随着块状CuxTiy化合物数量及种类的增多，TiN树枝状生长受到抑制，Ti≥70wt％时，TiN由树枝状形貌生长变为大的块状形貌。 各试验参数下制备的熔覆层硬度和摩擦系数较铜基体有大幅增强，不同氮气比例制备的熔覆层摩擦系数均在0.47～0.54之间，80％N2比例时耐磨时间最长，但最终摩擦系数比60％N2比例时摩擦系数0.48大。随着N2比例的提高，磨损类型由显微切削变为磨粒磨损。随着Ti粉含量的提高，熔覆层耐磨时间呈增加趋势，摩擦系数总体呈降低趋势，但70％Ti含量时由于熔覆层内部增强相数量过多，导致摩擦系数相对较大。Ti≤10％时熔覆层有较深“犁沟”，发生显微切削和粘着磨损;10％≤Ti≤50％时，磨痕中并未见明显“犁沟”，而出现大块“团聚”现象，导致与GCr15球往复对磨时易产生疲劳磨损;Ti≥50％时，由于过多增强相的存在，在与GCr15球对磨过程中会产生“脱落”，而发生磨粒磨损。对比摩擦系数和磨痕形貌可知，50％Ti含量时熔覆层具有最优摩擦磨损性能。