电火花沉积作为一种重要表面强化技术，它有着对基体热影响小，涂层结合强度高，操作简单灵活等特点，在零件表面制备高性能涂层比传统方法更有优势。本文采用电火花沉积技术实现了TC4合金表面沉积WC-12Co金属陶瓷涂层。并根据电火花放电机理建立了TC4基体电极和WC-12Co工具电极的单脉冲温度场有限元模型，以及基于生死单元的连续电火花沉积的温度场和应力场模型。针对WC-12Co的涂层特点，利用扫描电镜、金相显微镜、能谱分析、显微硬度测试仪等分析手段解释了WC-12Co涂层界面的形貌特征。阐述了单脉冲沉积点的“坑涌”特征，并对沉积点典型区域元素的含量进行了对比分析，发现涂层中Ti含量较高。利用显微硬度测试仪测试涂层各区域的硬度发现，过渡区域的硬度值高于涂层和基体。研究沉积层数与厚度的关系发现，随沉积层数的增加，厚度增长速度逐渐降低，涂层存在一个极限厚度。利用ANSYS有限元软件对单脉冲温度场进行分析，通过选取高斯热源、加载合适的热边界条件，研究了温度场随时间的分布情况，由于电极材料热物理性能不同，温度场的形态也不一样，通过温度场的等值线设置可以确定电极材料熔化和气化区域大小，研究发现工艺参数对熔化和气化区域影响较大。模拟结果和验证试验发现在峰值电流为20A、脉冲周期为240μs时，可以获得较好的沉积形貌。基于生死单元的有限元高级分析技术，建立连续电火花沉积温度场和应力场模型，通过热-结构耦合单元对模型进行求解，获得电火花沉积涂层温度场和应力场的分布。对热应力沿表面的分布情况和沿深度方向的变化分析发现，X方向拉应力对总应力的贡献较大。结合沉积冷却过程对涂层在室温下的残余应力形成及变化规律进行探讨，并研究了工艺参数对残余应力的影响，为降低涂层残余应力和避免裂纹产生提供参考。