镁合金是一种新型结构材料,具有密度小、比强度高、减振性能好等特点,在汽车、航天航空以及家用电器、计算机、通信电子器件等3C领域具有巨大的应用潜力。然而,镁合金的化学活性使其在使用环境下易发生腐蚀破坏,耐蚀性较差已经成为进一步扩大镁合金应用的主要技术瓶颈。化学转化膜作为镁合金表面处理的一种有效方法,具有操作简单易控制、成本低、耐蚀等优点。因此,本论文采用化学转化方法,开展变形镁合金AZ31表面新型锌钙系磷酸盐转化膜体系研究。研究转化膜形貌、结构、耐蚀性能及工艺影响因素和形成机理。运用正交试验,扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）及光电子能谱（XPS）等表面分析技术,以及浸泡腐蚀试验及电化学技术,研究一种新型锌钙系磷酸盐转化膜,优化成膜工艺参数;分析磷化膜表面形貌、结构及耐蚀性能;考察变形镁合金成分和成形工艺对磷酸盐转化工艺及其耐蚀性能的影响;另外,还探讨锌钙磷酸盐成膜机理。研究表明,锌钙磷酸盐转化膜优化工艺为:溶液成分为10g/L Na₂HPO₄、4g/L NaNO₂、6g/L Zn（NO₃）₂、2g/L NaF和2 g/L Ca（NO₃）₂,温度为50℃左右,pH值为2.5。锌钙系磷化膜在挤压态AZ31表面所得的膜层呈现晶态结构特征。晶粒间互相堆积、致密,膜层未见明显的缺陷和裂缝。与锌系磷酸盐比较,锌钙系磷酸盐膜更大程度地提高了镁合金的耐蚀性。变形镁合金成分和成形工艺对磷化膜的结构性能有重要的影响。磷化膜的耐蚀性能与基体的及耐蚀性密切相关。或者说,基体的耐腐蚀性越好,其表面磷化膜的耐蚀性越好。变形镁合金AZ31镁合金磷酸盐转化膜形成经历三个阶段:一是镁的腐蚀;二是磷酸盐晶核的形成;三是晶核长大。磷化初期,AZ31镁合金基体作为阳极腐蚀溶解,第二相为阴极发生析氢反应。然后在基体金属的腐蚀区域和第二相(Mg₁₇Al₁₂和AlMn相)周围形成磷酸盐转化膜晶核与长大。成膜过程中,形成的难溶磷酸盐,一部分在基体金属表面微观阴极区处产生新的磷酸盐晶核,另一部分在已经形成的磷酸盐晶核处继续长大,直至各个晶粒相互接界靠紧。