纳米复合膜作为超硬膜的一大分支，以其优异的机械性能备受国内外科研工作者的青睐，其在工模具、刀具表面抗磨损、延长寿命等方面的应用领域逐渐扩大，具有很好的发展前景和应用潜力。纳米复合膜成为当前表面工程领域的发展前沿。工模具表面硬化涂层主要以TiN为主，并已投入了应用。但是纯TiN涂层的硬度仅为2200HV，在某些情况下还不能满足人们的需要。实践证明,若在TiN涂层中加入Cu元素，使薄膜形成纳米复合结构，会使薄膜硬度有较大的提高，并且对薄膜的性能和结构有很大的改善。电弧离子镀技术是先进的表面工程技术之一，这种技术方法沉积速度快，对环境污染小，因此，近年来在国内外均得到了迅速的发展。本文采用脉冲偏压电弧离子镀在不锈钢和高速钢沉积Ti-Cu-N薄膜，研究脉冲偏压幅值和占空比对薄膜成分、结构和性能的影响规律。结果表明，在不锈钢基体上沉积的Ti-Cu-N薄膜，脉冲偏压幅值和占空比都影响TiN相的择优取向。Ti-Cu-N纳米复合膜中的Cu均以晶体的状态存在，和偏压幅值一起影响了TiN晶粒的生长。Ti-Cu-N纳米复合膜并没有出现明显硬度加强，主要原因是Cu含量超过了2.0%。在高速钢基体上沉积Ti-Cu-N薄膜时，脉冲偏压幅值和占空比都影响TiN的择优取向，随着偏压幅值和占空比增加，择优取向由(111)转变为(220)。薄膜中的铜含量也随着偏压幅值和占空比变化。Ti-Cu-N纳米复合膜中的Cu以晶体的状态存在，和偏压幅值一起影响了TiN晶粒的生长。Ti-Cu-N纳米复合膜在脉冲负偏压幅值600V，占空比为30%时达到最高硬度值31.5GPa，其对应的Cu含量为1.75%，Cu含量超过2.0%时则未出现明显的硬度增强。因此，纳米复合薄膜的硬度与偏压幅值和铜含量密切相关。