热障涂层材料具有良好的隔热效果,可有效提高高温合金的工作温度,广泛应用于国内外航空发动机涡轮叶片上。然而,热障涂层高温合金是多层结构材料,由于顶层涂覆硬脆性的绝缘陶瓷涂层,热障涂层高温合金上进行电火花小孔一次加工成形存在质量问题。针对上述问题,本文从流场和电场对热障涂层高温合金电火花加工性能的影响、电火花加工间隙放电状态的检测及热障涂层高温合金的电火花加工实验等方面进行研究,该研究为热障涂层高温合金的高质量电火花加工提供有效的加工手段,对扩展电火花加工的应用范围具有重要的研究意义。本文针对电火花加工中放电过程迅速、放电间隙狭小、难以对间隙流场内电蚀产物分布状态进行直接观测的问题,利用Fluent软件建立了电火花加工流场仿真的几何模型并进行了仿真。结果表明,随着冲液压力的提高,加工间隙内电蚀产物的排出速度加快,有利于加工效率和加工质量的提高。电火花加工时电蚀产物颗粒会引起极间电场的变化,通过颗粒对放电间隙电场影响的仿真分析可知,颗粒直径越大极间电场畸变越严重,相同加工条件下极间场强最大值越大,越容易发生击穿放电。热障涂层高温合金中陶瓷涂层和高温合金基体材料的熔点和导电性的不同,热障涂层陶瓷材料具有高阻和低阻火花等放电状态的特点,设计了应用于热障涂层高温合金电火花加工间隙放电状态的检测电路,其中包括分压电路、阈值比较电路、光电隔离电路和高频分量检测电路等部分。应用旋转电极内冲液辅助电极电火花加工方法、放电状态检测电路及多模式脉冲电源对热障涂层高温合金材料进行了工艺实验,实验结果表明,随着冲液压力的增大,电火花加工时间、电极相对损耗呈现先减小后增大的趋势,孔壁再凝固层平均厚度随冲液压力的增大而减小,这是因为冲液压力过大时会造成机械系统振动加剧,导致集中放电、侧面放电现象增多。当进行斜孔加工时,随着斜孔角度增大,加工速度降低,电极相对损耗、孔壁再凝固层厚度变大。对放电状态检测电路输出波形进行分析,验证了其可以对放电状态有效识别。