（1）電火花表面強化的原理 圖所示是電火花表在強化的加工原理示意圖。在工具電極和工件之間上直流或交流電源，由于振動器的作用，電極與工件的放電間隙頻繁發生變化，電極與工件間不斷產生火花放電，從而實現對金屬表面的強化。
當電極與工件分開較大距離時，電源經電阻R對電容器充電，工具電極在振動器帶動下向工件運動；當工具電極與工件之間的間隙接近到某個距離時，兩者產生火花放電；工具電極繼續接近工件，并與工件接觸，火花放電停止，在接觸處流過短路電流，使該處繼續加熱，由于電極以適當壓力壓向工件，使熔化了的材料互相黏結、擴散形成熔滲層或產生新的化合物；工具電極在振動器的作用下離開工件，工件放電部位急劇冷卻，從而使工具電極表在熔融的材料黏結，覆蓋在工件上。經過反復多次放電，并相應移動電極的位置，就能在工件表面形成強化層。
（2）電火花表同強化的物理化學過程 金屬表面層能夠強化是由于脈沖放電的作用下，工具電極與工件表面之間在氣體中放電，使金屬表面發生了物理、化學變化，此變化主要包括高速淬火、滲氮、滲碳、工具電極材料的轉移四個方面。
1）高速淬火 由于電火花放電使得工件表面極小面積的金屬被加熱到高溫，使得該范圍內的金屬溶化和部分汽化，電火花放電的時間是很短暫的，這時被加熱的金屬周圍是大量冷的金屬，故被電火花放電加熱了的金屬會以很快的速度冷卻下來，便對金屬表面層進行了高速淬火。
2）滲氮 在電火花放電通道區域內，溫度很高，空氣中的氮分子呈原子狀態，它與高溫熔化的金屬有關元素化合成高硬度的金屬氮化物，如氮化鐵、氮化鉻等。
3）滲碳 來自石墨電極或周圍介質的碳元素溶解在加熱而熔化的鐵中，形成金屬的碳化物，如碳化鐵、碳化鉻等
4）工具電極材料的轉移 在電極壓力和電火花放電條件下，工具電極的材料接觸轉移到工件金屬熔融表面，有關金屬合金元素（鎢、鈷、鈦、鉻等）迅速擴散在金屬的表面層。
（3）電火花表面強化層的特點
1）硬度 當采用硬質合金作電極材料時，顯微硬度可達維氏硬度（HV）1100~1400kg/mm2或更高（約70HRC以上）。
2）耐磨性 當使用鉻猛合金、鎢鉻鈷合金、硬質合金工具電極強化45#鋼時，其耐磨性比原表層提高2~2.5倍。
3）耐蝕性 強化層具有耐化學腐蝕性的性能。用不同電極材料強化45#鋼時，所得到的腐蝕性提高90%。用WC、CrMn作電極強化不銹鋼時，耐蝕性提高3~5倍。
4）耐水性 強化層還具有耐水蝕的特性。如蒸氣閥的噴嘴經強化后，耐水性可提高3~5倍。
5）耐熱性 用白口鐵、FeCr、WC電極材料強化45#鋼時，在700~800℃的溫度范圍內，硬度仍沒有下降，提高了工件的使用壽命，如汽輪機葉片的處理。
6）耐疲芝特性 強化時的加熱和冷卻作用，在工件表面產生了拉伸應力，經電火花表面強化后的疲勞強度可提高2倍左右。
7）硬化層厚度 小功率設備產生的硬化層厚度約為0.01~0.03mm，大功率設備產生的硬化層厚度一般為0.04~0.08mm。
