镁合金密度低、比强度高、导电导热性好、可以回收利用，在汽车和电子产品等领域具有巨大的应用潜力，被誉为“21世纪的绿色工程材料”。然而，镁合金高度的化学活泼性使其在使用环境下极易发生腐蚀破坏，较差的耐腐蚀性能已经成为进一步扩大镁合金应用的主要障碍。因此必须对镁合金表面进行处理以提高其耐腐蚀性能。 化学转化处理是镁合金表面处理的一种常用方法。传统的铬酸盐转化膜虽然具有较好的防护性，但是由于六价铬具有毒性且污染环境，因此铬酸盐处理受到了严格的限制。镁合金的无铬转化处理越来越受到关注，磷化处理是无铬转化处理的一种方法，通过在镁合金表面形成一层非金属的、不导电的磷酸盐转化膜，可以提高镁合金的耐腐蚀性能。 本文针对AZ31镁合金表面磷化处理工艺及膜层性能进行了研究。在综合分析国内外镁合金表面磷化处理研究现状的基础上，通过成膜情况和腐蚀状况试验，选取出一种成膜效果较好、耐腐蚀性能较好的磷化基础配方为：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L与NaH<,2>PO<,4> 40 g/L。通过单独添加各种促进剂(如柠檬酸、硅酸钠、钼酸钠、氟化钠)，采用浸蚀试验评价添加剂的效果，选取出能进一步提高镁合金表面磷化膜耐腐蚀性能的添加剂为柠檬酸，并确定了适用于AZ31镁合金表面磷化的优化配方为：Mn(NO<,3>)<,2> 20 g/L、NaH<,2>PO<,4>40 g/L、柠檬酸3 g/L。采用浸蚀试验方法研究镁合金表面磷化工艺参数，并确定了最佳工艺条件为：温度60℃、时间60 min、pH值3。 采用SEM、EDS、XRD对镁合金表面磷化膜层的形貌、成分和结构进行了分析研究，结果表明，镁合金表面经过优化配方处理后，磷化膜均匀、细小、致密，膜层主要由氧、磷、锰等元素构成，呈单斜晶磷化膜结构。 采用腐蚀浸泡、动电位极化曲线等方法，对不同工艺下得到的磷化膜进行了耐腐蚀性能分析。结果表明，优化后的镁合金耐腐蚀性能显著增强。 采用电位-时间曲线，对磷化成膜机理进行了初步研究，得到磷化膜的形成由三个基本过程构成：(1)基体金属的腐蚀溶解；(2)磷化膜的沉积；(3)磷化膜的成膜过程趋于平衡。 结合力试验表明，经过基础、优化配方处理得到的磷化膜与基体的结合强度都较好，其中以优化配方处理后得到的磷化膜与基体的结合强度最大。