铬酸盐广泛应用于锌及锌镀层的钝化，但其对人体具有强烈的致癌作用且污染环境，因此研究新的热浸镀锌层无铬保护技术已成为研究趋势。本文选用KMnO4作为主盐，研究了热浸镀锌层表面高锰酸盐转化膜的成膜工艺，选取柠檬酸和磷酸二氢钾改进了基础型高锰酸盐转化膜处理溶液，得到了耐蚀性能更优的改进型高锰酸盐转化膜。采用SEM、EDS、XPS、XRD、IR等分析测试手段及电化学阻抗、极化、盐雾腐蚀、浸泡腐蚀等试验方法研究了基础型高锰酸盐转化膜/改进型高锰酸盐转化膜的成膜工艺、表面形貌、膜层的生长和膜层的耐蚀性能。通过对基础型高锰酸盐转化膜成膜工艺的研究，确定了最佳工艺条件为：KMnO420g/L，处理温度40℃，pH2.5³（用硝酸调节），处理时间60min。改进型高锰酸盐转化膜成膜工艺为在最优的基础型高锰酸盐转化膜处理液中分别添加柠檬酸3g/L和磷酸二氢钾50g/L。基础型高锰酸盐转化膜随处理时间的延长而增厚，当成膜时间达到60min时，获得一层连续、致密的转化膜层。成膜时间超过60min后，膜层不均匀性增加。改进型高锰酸盐转化膜层成膜速度较快。当成膜时间为10min时，在锌表面生成了连续、致密的膜层；当成膜时间为20min时，形成较厚的连续致密的膜层；当成膜时间达到30min时，膜层表面粒状物增加并出现微裂纹和膜层部分翘起。XPS、XRD、IR等分析结果表明，基础型高锰酸盐转化膜主要含有Zn、O和Mn元素，膜层主要由Zn和Mn的氧化物组成。改进型高锰酸盐转化膜层主要由P、O、Mn的化合物、Zn的氧化物、Mn的氧化物以及柠檬酸盐类物质组成。添加的柠檬酸和磷酸二氢钾参与了成膜反应。中性盐雾试验表明，腐蚀一个周期时，未处理的HDG试样的白锈面积在85%以上，基础型高锰酸盐转化膜的白锈面积约为40%，而改进型高锰酸盐转化膜的白锈面积仅为5%。即改进型高锰酸盐转化膜能够有效的提高基础性高锰酸盐转化膜的耐蚀性。电化学测试表明，与热浸镀锌层相比，基础型高锰酸盐转化膜的腐蚀电流密度从12.06μA·cm^-2减至3.96μA·cm^-2，极化电阻和电化学阻抗分别从0.614kΩ·cm²和1kΩ·cm²增至2.139kΩ·cm²和2.5kΩ·cm²，耐蚀性能明显提高。改进型高锰酸盐转化膜的腐蚀电流密度降至0.034μA·cm^-2，极化电阻和电化学阻抗分别增至29.237kΩ·cm²和27.77kΩ·cm²。基础性和改进型高锰酸盐转化膜均能同时抑制腐蚀过程中的阳极和阴极反应，其中，改进型高锰酸盐转化膜耐蚀性能优于基础型高锰酸盐转化膜。改进型高锰酸盐转化膜在5%NaCl溶液中的浸泡腐蚀结果表明，浸泡20min¹2h,主要为外膜层的溶解和电解质溶液在内膜层中的扩散；浸泡24h，主要为转化膜的腐蚀破坏；浸泡48h⁷2h，主要为基体锌层发生腐蚀反应的过程。