镁合金具有密度小、比强度高、散热和减振性能好等特点,在航天航空、机械以及3C领域(通讯、计算机、消费电子产品)等行业具有巨大的应用前景,是轻金属研究的热点和新方向。然而,镁合金的化学活性活泼,其耐腐蚀性能差是推广应用中所面临的最大障碍,故必须经过合适的表面处理。化学转化膜主要用于涂漆底层,具有操作简单、成本低廉,具有一定的耐腐蚀性等特点,是镁合金最常用的表面处理工艺之一。但现有转化膜存在其处理液和膜层中含重金属等有毒物质,抗蚀性能较差等缺点。而本论文提出了利用环保型钙系磷酸盐转化膜取代传统的转化膜工艺,实现了无污染,制得了耐蚀性能(Ecorr：-1.2958,icorr：11.13)和结合力(0级)较好的转化膜层。本文通过对基础液、络合剂和乙醇胺添加剂的研究,得到了最优转化膜溶液配方。探讨了磷化工艺条件(pH值、温度和处理时间)以及封孔和烘干处理对膜层微观形貌和结构以及耐腐蚀性能的影响。实验过程中,使用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察膜层微观形貌；利用X射线衍射仪(XRD)考察膜层的微观结构：采用盐水浸泡实验计算连续冒泡点数,并结合孔隙率以及使用电化学工作站分析膜层的耐腐蚀性能。在参考国内外大量的文献和资料的基础上,结合金相显微镜、SEM、XRD以及电化学工作站四种分析仪器的测试,本课题得出如下主要结论：(1)通过对基础液、络合剂和乙醇胺添加剂的研究,得出转化膜溶液的最佳配方：H3PO47g/L,Ca(H2PO4)12g/L,KClO34g/L, C3H6O30.92g/L,MEA1g/L。(2)转化膜工艺条件的研究表明,pH为2.5-3.0,处理温度T为35-50℃,磷化时间t在2-5min的条件下得到的膜层覆盖度高,耐腐蚀性能优良。其中,在pH=2.5,T=35℃下得到的膜层性能最佳,t可以根据厚度的要求合理选择。(3)磷化膜形成分为4个阶段：1)基体溶解与成核阶段(0-27s),2)基体和磷化膜溶解与磷化膜生成短暂平衡阶段(27-31s),3)磷化膜快速生长阶段(31-44s),4)磷化膜生长与溶解平衡阶段(44s以后)。(4)利用热力学和动力学两方面考察温度对磷化过程的影响表明,升高温度有利于磷化膜沉积反应进行。对于不同的磷化体系,磷化温度应控制在一定的范围内,温度过低过高都将影响磷化膜的质量。(5)通过沸水煮封孔处理和80℃烘干处理,能进一步改善膜层的覆盖度和耐蚀性能。(6)结合实验现象和结果阐述了反应过程和原理,并得出磷化过程是以电化学反应为主线,Ca2+配位反应与乙醇胺物理吸附调节反应过程。获得了主要成分为Ca10(PO4)6(OH)2的转化膜层,可能含有CaHPO4·2H2O。通过研究,本文实现了镁合金环保型转化膜的制备,获得了无毒的磷化溶液,制得了一层无毒副作用的膜层,并保证了较好的耐蚀性能和结合力。本文较系统地研究了镁合金钙系磷化膜工艺,为钙系磷化膜的研究提供了理论依据。本工艺操作简单,能耗低,为实际应用提供了可能。