镁是金属结构材料中最轻的一种，纯镁的力学性能很差，但与铝、锌、锆和稀土等构成的合金及热处理后其强度大大提高。由于镁合金具有高的比强度、比刚度，电磁屏蔽性好，减震性好，具有优良的切削加工性能和抛光性能。因此，镁合金在航空工业，汽车工业和电子通讯工业中得到广泛的应用。但是，镁的化学稳定性低，电极电位很负(-2.34V)，耐蚀性较差。镁及其合金在大多数介质中都不稳定，不耐蚀，因此必须进行表面处理才能适应耐蚀耐磨的需求。其次对于外观极其讲究的电子产品外壳则更需要进行合适的表面处理，以适应市场的需要。
1、化学转化膜处理：①铬酸盐。主要采用以铬酐或重铬酸盐为主要成分的溶液化学处理，即铬化处理。美国化学品Dow公司根据不同工业需要，开发了一系列镁合金铬化转化剂。铬化反应机理是金属表面的原子溶于溶液，引起金属表面与溶液界面的pH值上升，从而在金属表面沉积一薄层铬酸盐与金属的胶状混合物，包括六价与三价的铬酸盐和基体金属。这层胶状物非常软，因此在操作中必须细心，膜干燥后变硬，经不高于80℃的热处理可提高其硬度与耐磨性。干燥后具有显微状裂纹，有利于其与涂层结合。②磷化。磷化膜层为微孔结构且与基体结合牢固，具有良好的吸附性、耐蚀性，用作镁合金涂漆前的打底层。 DavidHawke和DLAIbright对镁合金AM60B进行磷酸盐-高锰酸盐处理，在镁合金表面得到一层磷化膜。研究发现，磷化膜的颜色和厚度对处理时间非常敏感，但在大约3min完成磷化处理后，时间影响较小。通过扫描电镜和X射线观察经盐雾腐蚀3min，发现试样无腐蚀现象。用磷酸盐-高锰酸盐处理的镁合金，可形成以Mg3(PO4)2为主要组成物并含有铝、锰等化合物的磷化膜，成膜4~6μm。作为镁合金的预处理方法，其将取代污染严重的铬酸盐处理。镁合金的磷化膜广泛用做涂漆的底层，用于装运和储存时起保护作用。③锡酸盐。MAGonzaiez和CANunez-Lopez等人研究了成本低和污染轻的锡酸盐处理。将镁合金(ZC7l)在485C固溶处理8h后水淬，再在180℃回火16h，然后取试样，并对试样进行酸洗等预处理，再把试样按试验要求浸泡在锡酸盐池中进行化学转化处理。镁合金表面成膜后，用扫描电镜和X射线检测分析可知，试样表面形成一层2~5μm的保护膜，其主要成分为MgSnO3晶体和Mg(ZnCu)2共晶体。随处理时间的延长，镁合金的电极电位上升并趋向稳定，耐蚀能力明显提高。在静止状态下，电极电位稳定在大约-l.2V，而在搅拌状态下稳定在-0.7V和-0.6V，可见搅拌有利于成膜。锡酸盐处理适合抗腐蚀性差的镁合金，也可作为有机涂层的前处理工艺。
2、化学氧化处理：通过化学氧化处理可在镁合金表面形成0.5~5.0μm的防护膜，此膜与油漆结合良好，但容易划伤和擦伤，故用作一般工序之间的防护和装饰。成品件在化学氧化处理后进行喷漆涂装处理。其中氟化钠法用于高精度零件及带铜、铝套等件，可常温氧化，磨层有较高电阻，不影响零件尺寸;重铬酸钾-硫酸锰法用于高精度零件及带铜、铝套、钢铁等件，需要较高温度氧化，膜层耐蚀性强，氧化后尺寸精度高，重复氧化时不用除去氧化膜;硝酸法仅适用于铸件毛坯的氧化，此法氧化时间短，结铸件尺寸影响较大，氧化时间不好控制。
3、阳极氧化处理：①氟化物阳极氧化在120V下，在25%氟化铵槽中进行交流阳极氧化，去掉表面杂质并形成一薄层珍珠似的MgF2膜。因该膜使有机处理结合较差，在进一步处理前，通常在沸腾的铬酸中将它剥去。②电解阳极氧化处理能得到硬的类似陶瓷的涂层，该涂层除防腐蚀外还有一定的耐磨性。这种膜是多孔的，在封闭前不起什么作用，但是可以通过把工件浸入热的稀重铬酸钠和氟化铵溶液中，随后排水并干燥使膜密封。较好的方法是用高温固化环氧树脂浸渍。树脂密封的阳极氧化膜具有很高的抗蚀和耐磨能力。氧化膜具有多孔的特点，但这些孔不穿透膜层，但可吸附油和蜡，使孔隙封闭。多孔膜可作为涂层的理想底层。阳极氧化膜不封闭，不起防护作用，必须进行封闭处理。HAE和Dowl7是常用的两种镁合金阳极氧化方法。
4、等离子微弧阳极氧化：等离子微弧阳极氧化是阳极氧化技术的发展，它使用比普通阳极氧化高的电压。微弧氧化是将Ai、Ti、Ta等金属或其合金置于电解质水溶液中，利用电化学方法，使该材料表面微孔中产生火花放电斑点，在热化学、等离子体化学和电化学共同作用下，生成陶瓷膜层的阳极氧化方法。等离子微弧阳极氧化在阳极区产生等离子微弧放电，火花存在时间为1~2s，火花放电使阳极表面局部温度升高，使微区温度高于1000℃。从而使阳极氧化物熔覆在金属表面，形成陶瓷质的阳极氧化膜，大大提高了阳极氧化膜的硬度和致密性。火花产生的原因是由于外加电压大于已沉积层的击穿电压。氧化膜厚度随电流密度和处理时间增加而增厚，一般膜厚度在2.5~30.0μm。等离子体微弧阳极氧化膜的耐蚀性与抗磨性比普通阳极氧化膜高。
5、表面渗层处理：①氮化处理。镁合金可通过离子渗氮提高表面抗腐蚀能力。此法是通过把氮气解离，用高电压加速装置，把氮离子植入镁合金的表面。Nakatsugawa等人对镁合金AZ91D 进行离子渗氮的研究表明，在5%的NaCl溶液中进行腐蚀试验，镁合金表面的氮离子在大于1×1016ions/cm2时可明显提高耐蚀性，在5×1016ions/cm2时平均腐蚀率和坑蚀深度达到最小。没有渗氮的试样最大腐蚀深度达200μm，而经5×1016ions/cm2渗氮处理试样的最大腐蚀深度才80μm。可以看出由于氮离子的渗入大大提高了镁合金的抗蚀性。氮离子的渗入形成了一层保护膜，有效地抑制了镁合金的腐蚀。镁合金的离子渗氮只进行了初步的研究，还需进一步深入研究其各种性能。②渗铝。众所周知，铝合金表面要比镁合金表面容易处理，铝的氧化膜有较好的保护作用，而且三氧化二铝有高的硬度，提高了铝合金的耐磨性。因此，镁合金表面渗铝也能提高其耐蚀、耐磨性。IShigematsu和MNakamura等人对镁合金表面进行了渗铝研究，采用固体粉末渗铝。将镁件埋入铝粉，通入纯度大于99.995%的氩气，在450℃下加热1h，然后在炉内冷至100℃以下，可得750μm的Al-Mg中间过渡层。铝在表面氧化为三氧化二铝分散在镁表面，提高了镁件的表面硬度和耐腐蚀性能。由X 射线分析可知，表面层主要由δ相Mg和γ相(Al12Mg17，典型的金属间化合物)组成。渗铝层的硬度为HV140~160，比其基体的硬度HV60 有很大的提高。
6、金属涂层处理：镁合金也可用金属涂层加以保护，金属涂层可使用电镀、化学镀或热喷涂方法获得。电镀层可选用Cu或Ni-Cr-Cu层。化学镀膜通常用化学镀Ni-P合金。金属涂层通常采用化学镀镍磷层。化学镀镍磷镀层厚度均匀，硬度高，耐磨性好，有良好的耐蚀性，有很好的可焊性和可抛光性。镀后零件在铬酸或重铬酸钠溶液中于88~100℃下浸泡10min，对改善耐蚀性有好处，而在200℃烘烤1h对提高结合强度有益。
7、激光表面处理：激光处理即利用激光束对镁合金表面进行辐射处理，使表面在高能光束的作用下熔化后，再凝固。用激光处理镁合金可提高镁合金的表面性能。经激光处理的镁合金在表面形成的“波峰”和“波谷”形貌，这些形貌的形成与激光处理的重叠处理有关，还与激光的能量密度有关。处理过的合金显微硬度在由表向里的前30μm是比较低的，随着深度的增加，硬度上升。处理后表面的耐蚀性有所提高，但电极电位还是较低。激光处理使合金表面形成压应力，可以提高抗疲劳腐蚀能力，并不能显著提高抗蚀性。
8、有机物涂层及其他：有机物涂层有多种，如油或油脂就可短时间保护镁合金，油漆和蜡也是常用的防蚀涂层。环氧树脂涂层因其粘附力强，不浸润水，强度高而广泛应用。其处理方法是将工件加热到200~220℃，浸入树脂溶液。除去溶液后滴干，空气干燥以蒸发溶剂，再在200~220℃烘烤以使树脂固化。可重复一到二次以得到所需的涂层厚度，通常是2.5μm。油漆是在各种表面处理完后的最后工序，最好先用铬酸盐防蚀底漆打底，再用高质量的表面涂层以达到美观的效果。此外，还有搪瓷处理，这种处理适用于那些固相线温度不太低的合金。在涂玻璃料之前需将工件浸入铬酸盐溶液进行表面准备。镁合金表面镀铜处理，用于对Mg2Ni合金的处理，以提高合金表面的导电性和贮氢能力，用作Ni-MH电池的电极。镁合金表面机械喷丸处理，可以改变表面的应力状态，使表面成为压应力，有利于提高抗疲劳和抗疲劳腐蚀性能。
作为绿色环保材料的镁合金将大量应用于汽车、航天、电子等工业领域，同时镁合金的表面处理也将得到迅猛发展。镁合金的铬化处理污染环境且生产中危害工人健康。欧美国家的研究者正在研究无铬转化涂层和合适的涂抹方法。磷化处理是镁合金防锈与涂层前处理中有发展前途的方法，有取代铬化处理的趋势。微弧等离子阳极氧化将是镁合金阳极氧化的发展方向之一，开发无污染的阳极氧化液是研究的重点之一。现在这方面的研究和应用还处在初步阶段。镁合金表面渗层处理和激光处理也是镁合金表面处理的发展方向，开发能实际应用的表面处理工艺，这两种处理方法要比其他表面处理对环境的污染小得多，有很重要的研究意义。镁合金直接化学镀镍后，再根据需要电镀耐蚀金属的电镀方法已开始进入实际应用阶段，但大量生产中存在化学镀镍液稳定性不够好，最后镀耐蚀金属的镀液中通常含有氰化物，对环境存在污染，在这些方面还有待改进。镁合金表面处理将有广阔的市场，但是也存在许多问题，亟待表面工程工作者去努力解决和开发新的表面处理工艺。