钛合金具有密度小,比强度大、比刚度高,有很好的抗腐蚀性能、高温力学性能、抗疲劳和蠕变性能,及吸氢、超导、无磁、形状记忆、低阻尼等优良特性,但存在硬度低、导热系数低,耐磨性差,易发生热粘连,耐燃性差等缺点。为提高钛合金表面性能,通过对传统电火花表面强化的实验研究,提出柔性电极钛合金表面电火花强化的工艺方法。该方法具有传统电火花表面强化优点,并有效克服传统电火花表面强化中存在的沉积效率低、不适合大面积强化、对表面质量有破坏作用等缺点和不足。良好的强化效果和表面质量以及对型面的广泛适应性预示着这种技术具有广泛应用前景,为钛合金表面强化提供一种新的工艺方法。本文主要工作如下:1)通过对电火花表面强化基本原理和存在问题的分析研究,结合试验要求,建立了柔性电极钛合金电火花表面强化试验系统。2)利用柔性电极在空气介质中对钛合金TC4表面进行电火花强化。分析了强化层的组织成分及机械性能,试验中对强化层硬度、表面质量、强化层厚度、强化层组织成分进行了分析研究。该试验验证了采用柔性电极进行钛合金表面电火花强化可以在保证钛合金试件表面质量的同时,获得一定厚度的强化层,提高了钛合金表面硬度。3)研究了柔性电极钛合金表面电火花强化的放电特性,证明其放电是电弧放电,而且电极丝同试件表面接触的时间远小于脉冲宽度,在一个脉冲宽度内会有多条电极丝与试件表面进行电弧放电,其放电状态在电弧放电和短路状态间跳转。单脉冲能量被分散于多点放电,有利于维持强化表面质量。4)研究了对强化层表面质量、强化层厚度及表面硬度的影响因素。表面硬度随放电能量(平均电流和脉冲宽度)的提高而提高,表面粗糙度值随放电能量的提高而增加,表面质量下降。柔性电极对钛合金试件表面有涂覆磨削作用,有利于提高强化表面的质量。5)为兼顾强化层表面粗糙度值和表面硬度值,可以先采用满足获取高硬度和较厚强化层厚度要求的电参数和其它强化参数以获取较高的硬度和比较厚的强化层,同时提高强化效率,然后采用小的电参数和其它强化参数对强化表面进行整修,以降低表面粗糙度值并提高强化表面的表面质量和致密性,使试件强化表面获得优良表面质量的同时具有较高硬度。6)对强化层耐腐蚀及耐磨性能及其影响因素进行了试验研究。证明钛合金表面经过柔性电极电火花强化处理,其耐磨性和耐腐蚀性有明显地提高。