镁合金耐腐蚀和耐磨性差,严重制约了其应用。在其表面形成保护层是公认的主要解决方法,而微弧氧化技术是一项具有良好应用前景的表面处理方法。国内外已对微弧氧化技术机理、膜层结构、性能等进行了大量研究,但在微弧氧化膜层的制备和性能方面还存在亟待揭示的重要问题。同时,目前镁合金微弧氧化主要集中在AZ系和AM系,而对变形Mg-Zn-Zr系的研究很少。基于此,本论文对ZK60变形合金开展了以下几个方面工作并取得了创新性成果:一、在微弧氧化膜层制备方面,通过对微弧氧化终电压、膜层的厚度、微观形貌、耐蚀性的实验研究,研制出高效、环保镁合金微弧氧化电解液配方,并优化了电参数和微弧氧化时间。1、通过单变量实验优化了电解液浓度范围:主成膜剂Na2SiO3 (60~80g/L),添加剂NaOH (10~20g/L),成膜促进剂NaB4O7 (15~25g/L),稳定剂C6H5Na3O7 (15~25g/L)。进而通过正交试验获得电解质的最佳配方:60g/L Na2SiO3+20g/L NaOH+15g/L NaB4O7+20g/L C6H5Na3O7。2、在优化的电解液中,以膜层耐蚀性为主要评价指标,通过单变量和正交试验,优化了电参数及氧化时间:电流密度30A/dm2;电源频率600Hz;占空比40%;氧化时间18min。二、利用SEM、XRD、EDS、超景深光学显微镜、FTIR等手段,对用上述优化工艺参数制备的ZK60合金微弧氧化膜层的微观组织结构进行了分析,并探讨了微弧氧化的生长机制。1、微弧氧化膜层表面较为致密,绝大部分孔径在3～5μm之间,微裂纹宽度较窄且大部分区域被熔融物所覆盖。2、膜层表面主要由Mg、Si、O等元素组成,而膜层主体相为Mg2SiO4,此外还有少量的游离MgO相,膜层中没有发现基体中的Zn和Zr元素及其反应产物。3、在恒流方式下,根据微弧氧化现象和电压变化情况,微弧氧化膜生长过程分为:钝化膜生成、微弧氧化快速生长和弧光氧化等三阶段。三、测试了微弧氧化膜的表面粗糙度、耐腐蚀性、耐磨性和膜层结合力等性能,并对相关性能的变化规律进行了研究,得到如下结论:1、随正占空比的增加,膜层表面粗糙度随之增加。2、与镁合金基体相比,微弧氧化膜层的耐蚀性大幅提高,膜层阻抗值提高约4个数量级,膜层自腐蚀电位比基体提高了312mV,腐蚀电流降低约三个数量级。3、膜层硬度远高于基体,可达1572HV,膜层的摩擦系数随载荷增加而呈现递减趋势;随载荷增加,划痕处铁元素的含量由41.39 wt%增至55.69wt%,这主要是由不同载荷下摩擦表面产生温度不同造成的。4、优化的膜层表面接触角为85.6°,属于亲水表面;膜层与基体的结合力达到一级标准;膜层与漆膜间的附着力达到二级标准。