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镁合金因其良好的性能,广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域,但由于其化学性质活泼,致使耐蚀性较差。本文利用化学和电化学的方法在镁合金表面制备转化膜,采用扫描电子显微镜(SEM)、电化学工作站、X射线衍射仪(XRD)、激光共聚焦、点滴试验等手段对其形貌、组成及性能进行表征,确定了镁合金转化膜制备的最佳工艺、转化补加溶液的组成和转化膜的成膜机理。采用化学法制备镁合金磷酸盐转化膜。研究了焦磷酸钠、EDTA、次氮基三(亚甲基膦酸)、柠檬酸钠对膜层性能的影响,确定了转化液的最佳配方:氧化锌2.5 g/L、磷酸12.0 g/L、氟化钠2.0 g/L、酒石酸钠4.0 g/L、硝酸钠6.0 g/L、焦磷酸钠0.5 g/L,EDTA 0.3 g/L、转化温度45℃、转化时间25 min。测试结果表明膜层腐蚀电流和腐蚀电位为7.152×10-6 A/cm2、-1.410 V。转化膜均匀致密,表面覆有大小均匀的球状颗粒,转化膜的主要成分是Zn3(P04)2、Zn2Mg(PO4)2、AlPO4、Zn和Mg3(PO4)2。正交和单因素实验确定补加液组成:氧化锌12.39 g/L、磷酸49.55 g/L、氟化钠11.15 g/L、酒石酸钠24.78 g/L、硝酸钠24.78 g/L、焦磷酸钠2.97 g/L、EDTA 0.99 g/L。补加工艺为每处理1 dm2试样,加入补加液12 mL,溶液恢复处理能力,膜层完整致密。采用电化学法制备镁合金转化膜。研究了酒石酸、氟化钠、磷酸二氢钠对膜层性能的影响,确定了转化液的最佳配方:马日夫盐30.0 g/L、硝酸锌110.0 g/L、钼酸铵0.4 g/L、酒石酸0.5 g/L、氟化钠0.5 g/L、转化温度25 ℃、转化时间4 min。测试结果表明膜层腐蚀电流为2.785×10-6 A/cm2,比镁合金基体提高2个数量级,成膜均匀致密。膜层相组成是Zn3(PO4)2.4H20、ZnO、Zn、Mg3(PO4)2和MnPO4。正交和单因素实验确定补加组成:马日夫盐234.10 g/L、硝酸锌838.86 g/L、钼酸铵3.12 g/L、酒石酸3.90 g/L、氟化钠4.68 g/L。补加工艺为每处理1dm2试样,加入补加液1 1 mL,溶液恢复处理能力,可延长处理液的使用寿命。分析了镁合金磷酸盐和电化学转化膜的成膜过程。在磷酸盐化学转化膜形成的初期,基体发生溶解;短时间后膜层快速生成,成膜颗粒增大;随后膜层溶解与生长交替反应,成膜速度要大于溶解速度;最后膜层增加到一定厚度,达到沉积/溶解的平衡阶段。镁合金电化学转化膜的成膜初期,转化膜在基体表面不断的形成,成膜颗粒间缝隙较大;随着转化时间的延长,转化膜不断增厚,较好地覆盖基体;最后,开路电位逐渐趋于平缓,膜层已完全覆盖基体。