微弧氧化技术是一种绿色环保的新兴表面处理工艺技术,主要用于对铝、镁、钛等轻金属及其合金的表面处理,它能有效地在基体材料表面上原位生长一层均匀的陶瓷膜。微弧氧化由于其工艺特点明显,表面处理的性能优势突出,自该技术被发明以来,备受人们的青睐,但到目前为止,全面分析工艺参数对生成膜层多项性能的影响,以及通过工艺分析建立工艺数学模型的实验研究非常少,尤其是在铸造铝合金方面。本论文以ZL201铝合金为研究对象,利用正交回归实验方法,系统地研究了微弧氧化的工艺参数规律及它们对膜层性能的影响规律,并在此基础上建立工艺数学模型,找出了最佳工艺参数,同时利用实际实验验证和修正了工艺数学模型,最终建立起一套以膜层厚度、硬度和耐腐蚀性能为目标的完整工艺数据库,并按标准工艺数据库提供的参数加工出了部分标准样件。实验分析过程中各个影响因素的取值范围如下:氢氧化钾浓度0~5g/L,铝酸钠浓度0~10g/L,硅酸钠浓度0~10g/L,六聚偏磷酸钠浓度0~2g/L,四硼酸钠浓度0~2g/L,加工时间0~200min,加工电流0~5A,正向脉冲宽度100~10000μs,负向脉冲宽度100~10000μs,死区时间50~1000μs。工艺数学模型和工艺实验的规律表明:控制电参数、工作液体系和加工时间等工艺参数之间的配比,能有效地改变生成膜层的性能;在一定温度范围内,微弧氧化处理铝合金表面时温度对膜层的性能影响较小;正负向电流密度相等或者正向电流密度略小于负向电流密度时加工成的膜层性能最好。经优化工艺处理后的试件表面和横断面微观结构SEM分析结果表明,微弧氧化膜层由两层构成:里层是很薄的过渡层,外层是硬质陶瓷层,没有疏松层。膜层的主要元素是Al和O,相的组成主要是α-Al2O3,实验结果与理论分析的结果一致。