（1）电火花表面强化的原理   图所示是电火花表在强化的加工原理示意图。在工具电极和工件之间上直流或交流电源，由于振动器的作用，电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断产生火花放电，从而实现对金属表面的强化。

当电极与工件分开较大距离时，电源经电阻R对电容器充电，工具电极在振动器带动下向工件运动；当工具电极与工件之间的间隙接近到某个距离时，两者产生火花放电；工具电极继续接近工件，并与工件接触，火花放电停止，在接触处流过短路电流，使该处继续加热，由于电极以适当压力压向工件，使熔化了的材料互相黏结、扩散形成熔渗层或产生新的化合物；工具电极在振动器的作用下离开工件，工件放电部位急剧冷却，从而使工具电极表在熔融的材料黏结，覆盖在工件上。经过反复多次放电，并相应移动电极的位置，就能在工件表面形成强化层。

（2）电火花表同强化的物理化学过程   金属表面层能够强化是由于脉冲放电的作用下，工具电极与工件表面之间在气体中放电，使金属表面发生了物理、化学变化，此变化主要包括高速淬火、渗氮、渗碳、工具电极材料的转移四个方面。

1）高速淬火   由于电火花放电使得工件表面极小面积的金属被加热到高温，使得该范围内的金属溶化和部分汽化，电火花放电的时间是很短暂的，这时被加热的金属周围是大量冷的金属，故被电火花放电加热了的金属会以很快的速度冷却下来，便对金属表面层进行了高速淬火。

2）渗氮   在电火花放电通道区域内，温度很高，空气中的氮分子呈原子状态，它与高温熔化的金属有关元素化合成高硬度的金属氮化物，如氮化铁、氮化铬等。

3）渗碳  来自石墨电极或周围介质的碳元素溶解在加热而熔化的铁中，形成金属的碳化物，如碳化铁、碳化铬等

4）工具电极材料的转移   在电极压力和电火花放电条件下，工具电极的材料接触转移到工件金属熔融表面，有关金属合金元素（钨、钴、钛、铬等）迅速扩散在金属的表面层。

（3）电火花表面强化层的特点

1）硬度  当采用硬质合金作电极材料时，显微硬度可达维氏硬度（HV）1100~1400kg/mm2或更高（约70HRC以上）。

2）耐磨性  当使用铬猛合金、钨铬钴合金、硬质合金工具电极强化45#钢时，其耐磨性比原表层提高2~2.5倍。

3）耐蚀性  强化层具有耐化学腐蚀性的性能。用不同电极材料强化45#钢时，所得到的腐蚀性提高90%。用WC、CrMn作电极强化不锈钢时，耐蚀性提高3~5倍。

4）耐水性  强化层还具有耐水蚀的特性。如蒸气阀的喷嘴经强化后，耐水性可提高3~5倍。

5）耐热性  用白口铁、FeCr、WC电极材料强化45#钢时，在700~800℃的温度范围内，硬度仍没有下降，提高了工件的使用寿命，如汽轮机叶片的处理。

6）耐疲芝特性  强化时的加热和冷却作用，在工件表面产生了拉伸应力，经电火花表面强化后的疲劳强度可提高2倍左右。

硬化层厚度  小功率设备产生的硬化层厚度约为0.01~0.03mm，大功率设备产生的硬化层厚度一般为0.04~0.08mm。