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热浸镀锌三价铬钝化相对于其他无铬钝化具有成本低、操作方便、工艺成熟等优势，且毒性仅为六价铬钝化的百分之一，是目前六价铬钝化的理想替代品。但三价铬转化膜成膜疏松多孔，耐蚀性不佳，且不具有自愈性，采用后封闭处理可以大大提高膜层耐蚀性能，有的封闭剂会在膜层开裂处二次成膜，使膜层具有部分自愈性，是现阶段三价铬转化膜研究的重要方向。本文采用增重、开路电位-时间曲线、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段深入系统地研究了热浸镀锌层上三价铬转化膜的成膜机理，采用中性盐雾(NSS)和盐水浸泡试验以及电化学测试(极化曲线以及电化学阻阻抗谱EIS)分析了膜层的耐蚀行为，并选用硅酸钠作为封闭剂，系统研究了封闭处理对三价铬转化膜的膜层结构以及耐蚀性的影响，得出以下主要结论：1.采用正交试验及单因素实验确定基础型三价铬转化膜最佳成膜工艺为：Cr2(SO4)3，40g/L，HNO3，25ml/L，H2BO3，2g/L，pH，3-4，温度，70℃，钝化时间，1min；增重和开路电位-时间曲线均经历先上升后下降的过程，并在60s左右时出现拐点，说明膜层生长到一定程度后会开裂及剥落，并在60s左右时膜层生长到最好；成膜过程EIS及等效电路拟合结果也表明在60s左右时耐蚀性达到最好；综合以上分析及形貌、成分分析结果，三价铬转化膜层的形成主要包括锌的溶解，锌离子、三价铬离子的沉积及干燥脱水成膜三个阶段；膜层的主要成分为锌的氢氧化物和氧化物(Zn(OH)2和ZnO)和铬的氢氧化物和氧化物(Cr(OH)3和Cr2O3)。2.形貌及成分分析结果表明硅酸钠(Na2SiO3)封闭处理不改变三价铬转化膜层的基本形貌，硅酸盐以物理填充的方式填补三价铬钝化膜层的孔隙，但时间过长膜层会大面积溶解；开路电位-时间曲线先上升后下降的现象表明，膜层致密度随封闭时间增加先上升后下降；成膜过程EIS及等效电路拟合结果表明，膜层封闭60s时膜层电阻达到最大，继续延长封闭时间，膜层电阻反而减小，主要原因是封闭处理伴随封闭过程及膜层溶解过程，而时间过长，膜层溶解速度远远大于封闭剂沉积速度。3.电化学Tafel极化曲线结果表明：基础型三价铬转化膜极化电阻为6.05KΩ，相对于纯锌提高了大约一个数量级，硅酸钠(Na2SiO3)封闭处理的三价铬转化膜极化电阻到达61.24KΩ，相对于基础型提高了10倍左右；基础型及封闭型膜层极化曲线阴阳极分枝均向电流密度减小的方向移动，但基础型膜层阴极分枝偏移的程度明显大于阳极分枝，这表明与阳极反应相比基础型膜层更能有效地抑制阴极反应，而封闭型极化曲线阳极分枝偏移的程度明显大于阴极分枝，更能有效地抑制阳极反应。4.封闭型三价铬转化膜腐蚀过程EIS及等效电路拟合实验结果表明，硅酸钠(Na2SiO3)能够很好地封闭三价铬转化膜，初期膜层EIS表现为一个容抗环，表明膜层非常致密，腐蚀中后期，EIS开始出现扩散阻抗并逐渐加剧，并且扩散阻抗逐渐向低频端移动，表明腐蚀介质开始渗透进入膜层，膜层开裂脱落后腐蚀开始在基体界面进行。