镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、减震性好、电磁屏蔽性好等特点,因此在汽车、航空航天以及电子行业中具有广阔的应用前景。但由于镁合金耐蚀性差,严重限制了它的应用。微弧氧化技术能够在Al、Mg、Ti等阀金属及其合金表面原位形成陶瓷膜层,极大地提高金属的耐蚀、耐磨等性能。本文对AZ31B镁合金在硅酸盐电解液中进行了微弧氧化处理,并对制得的膜层进行形貌、相组成、结构和耐蚀性能进行分析;以质量分数为3.5%的NaCl溶液作为腐蚀介质,对膜层的腐蚀磨损过程及机理进行研究。本文的主要工作和成果如下:(1)使用扫描电子显微镜对微弧氧化陶瓷膜进行微观形貌分析,实验结果显示微弧氧化膜层表面呈层状堆积,多孔网状结构,截面由外部疏松层、内部致密层以及膜层与基体间的过渡层构成。X射线衍射分析的结果显示微弧氧化膜层的主要组成相是MgO和Mg2SiO4。研究发现电解液组分浓度、电流密度、氧化时间等工艺参数对微弧氧化膜的性能均有影响,通过控制以上工艺参数件可以控制氧化膜的厚度。(2)对微弧氧化试样进行电化学和浸泡腐蚀测试。结果显示微弧氧化膜具有良好的耐腐蚀性,能够有效地保护镁合金基体不受侵蚀,这主要归功于微弧氧化膜的阻隔作用和电绝缘性。最佳工艺参数为电流密度6A·dm-2,氧化时间20min,14g.L-1硅酸钠,12 g·L-1氟化钾浓度,4g·L-1氢氧化钠,9mL·L-1甘油。此工艺参数下制得的膜层有较高的耐腐蚀性能。同时发现甘油和氢氧化钠浓度对耐腐蚀性能影响较小。(3)腐蚀介质下的摩擦磨损试验结果显示,微弧氧化膜使磨损量降低,对基体起到保护作用。在机械磨损和化学腐蚀的共同作用下,微弧氧化膜遭到破坏。工艺参数和摩擦条件对膜层的腐蚀磨损具有影响,其中摩擦条件的影响较为显著。(4)在镁合金微弧氧化的基础上,采用微弧氧化与闭合磁场非平衡磁控溅射离子镀技术相结合,分别在镁合金基体和微弧氧化膜表面上沉积了具有一定厚度的CrN膜层。研究结果表明,镁合金上直接沉积CrN后,衍射图谱中出只有Mg、CrN衍射峰,没有单质Cr。复合处理后的试样,其衍射图谱中也出现了 CrN衍射峰。CrN膜层表面呈圆胞状形态,截面为发达的柱状结构,中间存在许多微孔。利用闭合磁场非平衡磁控溅射离子镀技术沉积CrN膜层后,试样的耐蚀性降低。