微弧氧化是一种新兴起的材料表面处理方法,是在阳极氧化的基础上发展起来的一项高新技术。其原理是通过电参数和电解液的匹配调整,在阳极表面产生微区弧光放电原位生长出一层陶瓷膜。在镁合金微弧氧化过程中存在一种气体持续燃烧现象,一旦这种局部烧蚀现象持续发生将会烧蚀镁合金基体,造成处理工件报废。这成为限制镁合金应用的最关键性问题。本文以镁合金AZ91D为研究材料,观察了镁合金试样和镁合金摩托车轮毂在进行微弧氧化处理过程中出现的局部烧蚀现象,通过大量不同工艺条件下的试验和观察,进行了镁合金微弧氧化溶液和电参数优化。研究表明:当电解液配方为:Na₂SiO₃13g/L、KF12g/L、NaOH4g/L,脉冲频率700Hz,占空比20%时,能够有效的抑制局部烧蚀现象的发生。为了解决这种局部烧蚀问题进行了氧化过程中电弧控制的研究。自然熄弧和强制熄弧是电弧熄灭的两种方式,比较了两种电弧的现象,并讨论了两种熄弧状态下得到的微弧氧化陶瓷层的性能。结果表明:自然熄弧状态下得到的陶瓷膜粗糙,表面有孔洞,导致工件失效;强制熄弧状态得到的膜层表面光滑,陶瓷膜与基体结合紧密。研究表明,微弧氧化过程可分为阳极氧化、微弧氧化、大弧放电三个阶段。微弧氧化膜层主要相组成为MgO、Mg₂SiO₄、MgAl₂O₄,主要元素为O、Mg、Al、Si、F。镁合金微弧氧化过程实质是单个微区放电的累计效果,镁合金试样放入电解液中,通电后表面立即生成一层很薄且透明的绝缘膜,与电解液接触的气泡在强电压下被击穿,击穿时电子碰撞的能量将使这部分气体离解,等离子体产生,有气体放电现象,发生一系列的高温反应,生成陶瓷膜层。为了研究镁合金微弧氧化需要什么样的电源形式,在直流脉动、交流脉动和带放电回路的三种电源形式下对镁合金进行微弧氧化实验。研究发现:直流脉动形式下进行微弧氧化会产生连续弧烧损试样;交流脉动形式由于负脉冲的存在能够抑制连续弧的产生,但是由于负电压的存在生成的膜层表面有大量的附着物,膜层粗糙;带放电回路的电源形式设计原理为在正脉冲过后再在负载两端增加一放电回路,在此电源形式下进行微弧氧化,能够有效抑制连续弧的产生,并且膜层的生长速度要高于交流脉冲电源形式,膜层具有良好的性能。