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随着能源不断减少、环境日益变差，人们越来越重视节能和环保，机械轻量化是主要的研究方向。镁合金具有密度小、比强度高等优点，越来越被学者们关注，但是镁合金的耐磨性能和耐腐蚀性能差大大的阻碍了其应用。近年来，很多学者都在研究改善镁合金的性能，使其取代钢铁，成为主要的工程材料。目前，镁合金表面的处理方法有很多，例如化学转化处理、阳极氧化技术、微弧氧化技术和激光表面处理等方法，以上处理方法都较复杂，设备投入大，并且有的方法会危害人类健康，污染环境。本论文采用表面合金化的方法，将固态的AZ31镁合金放置在未完全凝固的Zn和Zn-Al合金中，形成表面合金化层。合金化层中大量的固溶体及金属间化合物能够提高AZ31镁合金表面的硬度和耐磨性能，与传统的镁合金处理方法相比此方法工艺简单、周期短、成本低，从而提高了经济效益。本论文中采用三种合金：Zn、Zn-25Al以及Zn-50Al，三种合金能够在AZ31镁合金表面制备出不同成分的合金化层。随后，对所得到的不同化学成分的合金化层进行研究与分析，使用X射线衍射仪对合金化层进行物相分析，试验结果显示在合金化层中存在大量的Mg-Al、Al-Zn及Mg-Zn的金属间化合物；使用能谱分析仪分析各元素在合金化层的分布与变化趋势，结果显示各元素的含量连续变化，并且变化趋势较为平缓。试验结果表明AZ31镁基体与三种合金相互扩散，并发生反应，结合强度较高。本论文测试了AZ31镁合金及合金化层的显微硬度，从显微硬度结果来看，合金化层的硬度高于100HV，并且硬度值有波动；AZ31镁合金的显微硬度大约为50HV。试验结果表明合金化层能够明显提高AZ31镁合金表面的硬度。磨损是金属材料的主要失效形式之一，本文检测了AZ31镁合金和合金化层的耐磨损性能。在室温、无润滑条件下，使用MG-200型高速高温摩擦磨损试验机进行摩擦磨损试验。试验中的载荷为100N，磨损行程为146.95m。称量干摩擦磨损前后试样的质量，通过计算干摩擦磨损试验中的磨损量，对比AZ31镁合金和合金化层的耐磨损性能，磨损试验发现合金化层的磨损量约为AZ31镁合金磨损量的三分之一。试验结果表明合金化层中大量的Mg-Al、Al-Zn和Mg-Zn的金属间化合物及Al和Zn的存在能够提高合金化层的耐磨损性能。