钛合金是航空关键零部件的常用材料,由于在服役时承受交变机械载荷和热载荷共同作用,常面临疲劳失效的严峻考验。表面微锻工艺（Microforging）是一种新型金属表面改性技术,具有加工效率高、处理表面光洁、硬化层性能稳定、残余应力分布均匀等优势,在抗疲劳制造领域拥有广阔的应用前景,逐渐受到研究人员的密切关注。目前有关微锻技术的研究主要集中于分析工艺参数对铸铁、不锈钢、工具钢等材料表面改性效果的影响,而对于微锻装置性能的分析较少,并且缺乏对TC4钛合金进行微锻处理的相关研究。本文以电磁驱动表面微锻装置为研究平台,分析了装置的运动特性及参数的设置原则,以TC4钛合金为研究对象,重点研究了工艺参数对钛合金表面完整性的影响规律,旨在为微锻工艺在钛合金零部件抗疲劳制造中的应用提供参考与借鉴。主要研究内容及结论包括:（1）表面微锻工艺验证平台研制。以金属材料的冲击强化机理和电磁驱动表面微锻装置典型结构为支撑,设计并搭建了工艺验证平台;综合动力学分析和实验测量结果,提出了一种理想驱动电压的选取方法,确保工件表面受到均匀且稳定的冲击作用;通过连续冲击实验初步展示了表面微锻工艺效果,提出以微锻头直径、归一化凹痕直径及凹痕搭接率为决定表面完整性的主要参数,为后续参数优化实验奠定了基础。（2）表面微锻工艺有限元模型的建立及对工艺效果的预测。定义有限元模型参数时,在满足仿真结果准确性的前提下,采取质量缩放、部分网格加密等方法提高求解效率,利用动力学计算结果和实验数据验证了有限元模型的准确性;预测了微锻头直径、归一化凹痕直径和凹痕搭接率对材料内部残余应力场的影响程度和规律,并探究了冲击角度对靶材表面变形及残余应力分布的影响,提出了以优化残余应力分布为目标的最优工艺参数组合。（3）表面微锻工艺实验的开展及表面改性效果的评价。选取三维形貌特征、表面粗糙度、显微硬度、残余应力场作为钛合金表面完整性的描述指标,实验证明了微锻工艺改善TC4钛合金表面性能的巨大潜力,其中,表面粗糙度Ra值和Sa值分别由0.07μm和0.51μm降低到0.04μm和0.32μm,表面显微硬度由354.3 HV提高到397.6 HV,最大残余压应力达-1003MPa,压应力层最大深度达832.9μm,表明微锻工艺可以实现良好的表面光整和强化效果;利用极差分析法得到了各项工艺参数对表面完整性的影响程度和规律,并探究了单一方向凹痕搭接率的影响,最终提出了以优化不同表面性能指标为目标对应的工艺参数选取原则。此外,通过对试样组织结构的分析阐释了表面微锻强化TC4钛合金的金相学原理。