ZK60镁合金是高强度变形镁合金中性能最为优越的合金之一，为拓宽其应用应加强其表面腐蚀防护措施的研究。微弧氧化技术作为一项新兴的表面处理技术可以在铝、镁、钛等阀金属表面原位生长耐腐蚀性、耐磨性、绝缘性良好且具有高硬度的陶瓷氧化膜。以此为背景，本课题以ZK60变形镁合金作为基体材料，选用铝酸盐-磷酸盐复合电解液体系，进行恒压模式下的微弧氧化处理，研究了不同电压作用方式以及电参数对微弧氧化膜层的影响，并初步探讨了膜层的生长机理以及膜层综合性能的表征。本课题从以下几个方面开展了工作，并取得了创新性成果：恒压模式下，采用恒定电压作用方式研究不同正向电压对微弧氧化膜层组织与性能的影响，结果表明提高电压有利于膜层的生长，过高的电压易导致膜层成型疏松，耐蚀性较差。正向电压280v时，获得膜层虽然较薄，但耐蚀性最佳。整体而言，采用此种电压作用方式，微弧氧化后期易产生击穿力不足现象，反应极其微弱。在此基础上，引入阶段升压概念以改善氧化后期击穿力不足的缺陷，以280v为基电压，分别采用两阶段、三阶段升压模式进行微弧氧化工艺研究，并分析不同的升压幅度对微弧氧化膜层的影响，其结果表明，两种升压模式作用下，微弧氧化后期膜层重新击穿起弧，再次快速生长，达到预想效果；随升压幅度增加，膜层表面熔融物堆积明显，粗糙度变大，膜层增厚；280-360v两阶段升压模式下获得膜层耐蚀性能最优。随后采用280-360v两阶段升压模式，通过单变量实验分别研究负向电压、占空比、频率、氧化时间对膜层组织与耐蚀性能的影响，并以此逐步优化参数。结果表明提高负向电压有利于加剧微弧放电反应，膜层厚度增加，耐蚀性增强；占空比过大，大弧倾向严重，易破坏膜层，膜层耐蚀性差；频率过小，反应过程存在特殊性，膜层厚但不均匀；随氧化时间增加，膜层生长与溶解趋于平衡，厚度先增后减，相应耐蚀性也先增强后减弱。较优电参数为：正向电压280-360v，负向电压20v，占空比为30%，频率为600Hz，微弧氧化时间为15min。采用较优的参数制备一系列微弧氧化膜层，通过膜层微观形态特点，膜层生长过程中的形貌及物相变化，膜层的元素含量分析，简单地建立了阶段升压模式下MAO生长模型及传质模型。微弧氧化膜层具有表面多孔性，其微孔具有类“火山口”形状，膜层由疏松层与致密层组成，且膜基呈锯齿状结合。两阶段升压模式下微弧氧化过程划分为四阶段：钝化膜生成阶段，均匀火花放电阶段，微弧放电阶段，微小火花放电阶段；膜层主体相为MgO方镁石和MgAl2O4尖晶石；MAO过程主要涉及中存在基体Mg元素与电解液Al，O元素的传质过程。最后，通过硬度实验、划痕实验、全浸实验、电化学实验及摩擦磨损实验等测试手段对较优参数下制备的微弧氧化膜层进行综合性能表征。结果表明：优化后膜层成形性良好，具有较高的膜基结合力，其高临界载荷24.59N；与基体相比，膜层硬度约提高了8倍；膜层自腐蚀电流较基体降低四个数量级，表现优良的耐蚀性；同载荷条件下，膜层与基体的摩擦系数相比减小，减磨性好，有效缓冲或减低膜层磨损性能。