搅拌摩擦加工技术（Friction Stir Processing,简称FSP）是美国密苏里大学Mishra教授等人在搅拌摩擦焊接基础上发明的一种固态加工技术。通过搅拌摩擦加工技术可使材料产生剧烈塑性变形,实现材料微观组织细化和均匀化。本文基于搅拌摩擦加工技术对镁合金表面进行改性研究,以期进一步扩大镁合金的应用范围。以AZ31镁合金为实验材料,研究了未加入粒子的FSP实验,确定了AZ31镁合金板搅拌摩擦加工的优化参数,研究了不同工艺参数对AZ31镁合金微观组织和力学性能的影响。发现在纵截面上热机影响区和热影响区有一个较为明显的组织过渡界面,热影响区晶粒“粗化”。当旋转速度为1500 r/min,加工速度为60mm/min时,硬度值比母材最高提高约30%。研究了强制冷却FSP工艺,对搅拌摩擦加工过程中的温度进行有效控制,分析了强制冷却对AZ31镁合金微观组织和性能的影响。发现强制冷却加工后试样纵截面上热影响区基本消失,AZ31镁合金硬度值比母材提高约67%。采用搅拌摩擦加工技术对AZ31镁合金进行加入Al₂O₃粒子的表面改性研究,优化了工艺参数,加入Al₂O₃粒子后AZ31镁合金板硬度值比母材提高约38%。对加入纳米SiC粒子和未加入粒子试样进行摩擦磨损研究,发现加入纳米SiC粒子的试样表面磨痕均匀细密,粒子均匀分布在试样表面,在纵向上形成了一定厚度的连续隔离膜,改变了摩擦副的接触形式降低了磨损量。第一阶段转数为300转时,加入粒子试样与未加入粒子试样磨损失重量相差9倍。