在高速、重载、腐蚀等介质环境下工作的机械零件，能够承受剧烈冲击、抗磨损以及耐腐蚀成为其工作可靠的基本要求。在易磨损、腐蚀的零件表面涂覆具有高硬度、高耐磨性以及高耐蚀性表面涂层，这已经成为现代工业中零件修复，以及提高零件使用寿命的重要途径。在材料表面强化领域TiC和TiN强化层的研究已经持续了很多年，TiC及TiN具有高硬度、抗磨损等优异的力学性能，使其作为硬质合金涂层增强相的应用非常广泛。尤其是在20世纪70年代，其成功应用在刀具上，掀起了一场“刀具革命”。关于TiC/TiN强化涂层制备的研究有很多报道。气相沉积包括物理气相沉积和化学气相沉积是比较常见的方法，但是涂层与基体结合力比较差，沉积层容易与基体剥离。在气体氮化方法中引入激光技术，借助其高温条件下反应生成表面涂层，是目前新兴的技术之一。然而激光设备价格昂贵，需要投入很大的生产成本。近年来，电弧熔覆法在基体上制备涂层逐渐引起人们的关注，其工艺简单，施工灵活，并且涂层与基体间呈冶金结合，结合强度高。本文利用电弧熔覆方法，在45钢和321不锈钢基体表面制备含TiC/TiN强化相的表面层。预敷钛粉和石墨粉在高温电弧下熔化发生Ti+C→TiC反应；电弧气氛采用氩气和氮气，其中氮气不仅作为保护气体，而且作为氮化反应中氮的来源，电弧气氛中的氮气分解成氮原子或氮离子，通过吸附及扩散到熔池中与熔融钛粉发生Ti+N→TiN反应。对表面层的显微组织和力学性能进行了系统的分析研究，研究了工艺参数对表面层显微组织与显微硬度及耐磨性的影响。试验表明，表面层中TiC与TiN强化相分别呈两种形貌分布。TiC枝晶及圆滑颗粒状晶粒分布在不含氮元素及含少量氮元素的表面层中；TiN方形、块状晶粒分布在氮元素比较丰富的表面层中。以45钢为基体的表面层中，在电弧电流为200A，电弧行走速度为4mm/s条件下，改变电弧气氛（Ar:N2）时，电弧气氛为全氩气条件下，表面层显微硬度达到最大值780HV，比基体提高了3倍以上；在电弧气氛（Ar:N2）为6:4L/min，电弧行走速度为4mm/s条件下，改变电弧电流时，在180A条件下，表面层显微硬度达到最大值579.4HV，比基体提高了2倍以上；在电弧气氛（Ar:N2）为6:4L/min，电弧电流为200A条件下，改变电弧行走速度时，在电弧行走速度为8mm/s条件下，表面层显微硬度达到最大值865.9HV，比基体提高了3倍以上。以321不锈钢为基体的表面层中，在电弧电流为180A，电弧行走速度为4mm/s条件下，改变电弧气氛（Ar:N2）时，电弧气氛为全氩气条件下，表面层显微硬度达到最大值319HV，比基体提高了一倍以上；在电弧气氛（Ar:N2）为6:4L/min，电弧行走速度为4mm/s条件下，改变电弧电流时，在180A条件下，表面层显微硬度达到最大值276.9HV，比基体提高了一倍以上；磨粒磨损试验表明，在最优工艺参数下的表面层表面磨痕犁沟较浅，具有良好的抑制磨粒压入基体及阻碍材料塑性变形的抗磨损性能。