通过定向凝固工艺制备的单晶高温合金,其垂直于应力轴的横向晶界被消除,减少了低熔点晶界强化元素的应用,耐高温能力得到显著提高,单晶高温合金主要用于航空发动机涡轮叶片等部件的制备。航空发动机涡轮叶片上分布有大量的气膜冷却孔,其加工要求无毛刺、无微裂纹、无重铸层,传统加工方法无法实现气膜孔的加工要求,电火花-电解复合加工方法结合了火花放电穿孔以及电解扩孔,具备两者的优点,可以实现对单晶高温镍基材料等难加工材料的加工,有望满足气膜孔的加工要求。本文针对航空发动机单晶高温镍基材料微小孔的电火花-电解复合加工技术,开展了大量的试验分析与研究,主要完成了以下几个方面的内容:(1)优化了单晶复合加工的电参数和工作液浓度参数;对单晶高温镍基材料DD6开展研究,对比分析复合加工前后单晶高温镍基材料的组织结构,研究了电火花-电解复合加工方法对单晶高温镍基材料组织结构的影响;对单晶试片展开了基础试验研究,通过对电火花-电解复合加工得到的单晶DD6微小孔孔口形貌、小孔锥度、孔壁重铸层的观测,分析了复合加工对单晶高温镍基材料加工效果的影响。(2)针对提高单晶微小孔的复合加工质量,从加工通道内冲液流量角度出发,研究了加工过程中流量稳定性对复合加工微小孔表面质量的影响;提出了恒流量加工模式,搭建了计量泵恒流量循环系统,提高加工过程中的流量稳定性;针对不同流量开展了单晶微小孔复合加工试验,研究了流量对单晶微小孔孔径、加工效率、电极损耗、重铸层去除效果等的影响。(3)针对单晶斜孔出口处的重铸层残留问题,采用管电极进给停顿、填充反衬层导电化的方法提高加工质量。开展了单晶斜孔电火花-电解复合加工试验,研究分析了工具电极进给停顿时间对孔壁重铸层去除效果的影响,并对加工效率、小孔形貌、孔径、加工过程波形进行了分析;针对反衬导电方法,尝试了不同导电材料的制备,考察了导电材料的导电性和流动性,试验表明在内部结构复杂的空心叶片上,石墨导电胶具备良好的填充和去除性能,有助于实现单晶高温镍基材料微小孔的无重铸层加工。