本发明公开了一种提高钛合金工件高温磨损性能的方法，它包括以下步骤：首先对钛合金工件（6）进行机械加工及预处理，然后采用多弧离子镀膜机依次进行TiC膜（1）、Mo‑Ti‑Al‑N复合层（2）以及WC‑Ti‑Al‑N复合层（3）的制备，最后采用激光冲击强化的方法对镀膜后的钛合金工件（6）表面进行冲击强化。该方法有效提高α+β钛合金在高温下的耐磨损性能、提高钛合金高温下的使用寿命以及稳定性能；同时，提高膜基之间的结合强度以及减小膜基之间的内应力，避免出现复合层或薄膜脱落的现象。