采用微弧电泳复合处理工艺，在AZ31镁合金表面制备出满足外观要求的镁合金试样，考察复合膜层的结合性能、致密性以及耐蚀性。采用SEM观察微弧氧化陶瓷层表面形貌与微弧电泳复合膜层的截面形貌；通过耐压试验分析了电泳层的致密性；采用划格试验考察了复合膜层间的结合力；采用涡流测厚仪测量微弧氧化陶瓷层与电泳层的厚度；通过XPS分析了电泳层表面官能团的变化；采用中性盐雾试验和电化学试验对比了微弧氧化处理与微弧电泳复合处理镁合金试样的耐蚀性；探讨了微弧电泳复合处理工艺对复合膜层耐酸、碱性的影响规律。结果表明：经微弧氧化处理的镁合金耐中性盐雾试验为75h，微弧电泳复合处理的镁合金耐中性盐雾试验达800h以上；经微弧氧化处理的镁合金腐蚀电流为170μA，微弧电泳复合处理的镁合金腐蚀电流仅为3.94nA；镁合金微弧电泳复合膜层间结合力明显大于直接电泳，结合方式以物理结合为主，表现为分子间作用力与机械咬合力。微弧电泳复合膜层的耐碱性较好；微弧电泳复合膜层的耐酸性优于直接电泳；阴、阳极微弧电泳复合膜层的耐酸性均较好；复合膜层间结合力与耐酸性随微弧氧化时间的延长而增加；微弧氧化后电泳前的处理为80℃烘干10min时，复合膜层间结合力大，耐酸性强；30V电泳复合膜层致密性好、但结合力小，腐蚀初期耐酸性强，整个腐蚀过程中，100V电泳所得复合膜层耐酸性强；复合膜层的绝缘强度随电泳时间的延长呈先增后减的变化规律，2～3min获得最大值，耐酸性强；215℃固化40min所得复合膜层致密性好，耐酸性强。影响镁合金微弧电泳复合膜层耐蚀性的主要因素为复合膜层间的结合状态、结合力大小以及电泳层的致密性。