传统电火花沉积设备在沉积过程中,“阳极粘连”、拉弧等现象常有发生,且沉积设备大多由人工手动操作,人为因素对沉积层质量影响较大,手持沉积枪不适合进行大面积沉积工作,工作效率低下,影响沉积层质。因此采用超声加工与电火花沉积技术相结合,通过在工具电极上加载超声振动,利用超声波振动产生的热效应、机械效应,提升沉积层质量。本文设计了超声波复合电火花沉积自控平台,在S136模具钢表面制备WC-10Co沉积层,研究了电流、电压、脉冲频率、超声波振动频率沉积工艺参数对沉积层厚度、表面粗糙度、沉积层缺陷的影响;并通过正交实验设计优化了超声波复合电火花自动沉积的工艺参数,对最佳沉积工艺参数下沉积层的形貌、表面粗糙度、元素分布、显微硬度、摩擦磨损性能进行分析,得到以下结果:（1）本文设计了旋转超声波复合电火花沉积枪。超声波工作系统由超声换能器,夹心式压电陶瓷、半波长复合型变幅杆、电极夹具组成;旋转主轴由调速直流电机与集流环组成,旋转主轴的转速在100～200r/min并连续可调。运用Labview上位机控制软件与Arduino Uno R3控制卡,编写了可视化的程序。本文为自控系统设计了三种工作模式,即手动控制模式,自动控制模式,数据采集模式,可根据工作需要进行选择。（2）在沉积过程中对沉积层厚度起主要影响的工艺参数是电流与电压,其中电流、电压与沉积层厚度成正比,电流、电压越大,沉积层越厚、沉积层表面粗糙度越大、沉积层内缺陷越多;沉积脉冲频率升高,沉积层厚度增加,沉积层表面较为光滑;超声波振动产生的机械力使极间接触良好,随着超声波机械振动频率增高,沉积层表面粗糙度降低、缺陷减少。通过正交实验优化,当电压95V、电流7.5A、频率2000Hz、超声波振动频率20000Hz、沉积枪角度60°、主轴转速200r/min、沉积时间为5分钟时,为最佳工艺参数。（3）在最佳工艺参数下,采用自动与手动两种方式制备WC-10Co沉积层,其中自动沉积平台制备的沉积层表面形貌表面致密、平滑、缺陷少,自动沉积表面粗糙度为3.2,手动沉积表面粗糙度为3.9;自动沉积层的平均显微硬度为1360HV0.2,手动沉积层的平均显微硬度为1100HV0.2,S136模具钢基体平均显微硬度为185HV0.2;自动方式制备沉积层的磨损量约为手动沉积层的1/5,S136模具钢基体的1/9;制备的沉积层表面形成良好的冶金结合,并产生新的物相如Fe6W6C相、Fe3C相和Cr23C6相。