近些年来,随着国内汽车产销量急速增加,油耗、安全、污染等问题随之而来,新能源汽车的发展很好的解决了这些问题。汽车轻量化是新能源汽车发展中一个不可忽视的领域,其中一个重点研究方向为研究开发适合多种铝合金和镀锌钢的底涂工艺。无铬钛锆化学转化膜因为其满足增强基体耐蚀性和提高基体与表面涂漆的结合力而被视为是较好的研究方向。本文在6061、7075铝合金和镀锌钢三种金属上同步化学转化制备了无铬钛锆转化膜,并得到了同步转化工艺配方参数的较优条件。利用SEM、EDS、EPMA、XPS分析等对样品微观形貌和组成成分进行了研究,进而探讨了多金属同步化学转化膜的成膜机理。具体如下:通过多金属单独化学转化工艺实验确定了同时适合三种金属化学转化的配方工艺范围:H2Ti F61.6～2.6 ml/L,H2Zr F60.8～1.3 ml/L,p H 3.5～4.5,温度30℃～40℃,转化时间90～150s。通过单因素实验、硫酸铜耐点滴实验和电化学实验等得到了三种金属钛锆同步化学转化的较优配方工艺:H2Ti F62.2 ml/L,H2Zr F61.0 ml/L,p H 3.9,温度35℃,转化时间120s。对三种金属同步化学转化膜表面进行SEM分析,得知转化膜是由颗粒堆积而成,颗粒大小不一。转化膜颗粒优先在金属间化合物、偏析相、杂质相等特征位置周围堆积。由EDS和XPS分析知,6061铝合金和7075铝合金转化膜以Al2O3、Ti O2、Zr O2、Zr F4的形式存在;镀锌钢转化膜主要由Ti O2、Zr O2、Fe2O3、Zn F2和Zr F4几种物质组成。通过对三种金属化学转化成膜过程的E-t曲线分析和对不同成膜时间的转化膜形貌分析,发现具体成膜过程分为三个阶段:天然氧化膜的去除,膜层颗粒的形核以及长大,颗粒堆叠沉积在基体表面。综合以上分析,可得三种金属同步化学转化成膜机理:对于两种铝合金而言,微阳极区发生Al溶解为Al3+的反应,微阴极区发生吸氧或析氢反应;转化液中存在的OH-和Al3+、Ti F62-、Zr F62-结合形成Al2O3、Ti O2、Zr O2,F-与Zr形成Zr F4;溶液中形成的金属氧化物和氟化物逐渐沉积到基体表面。镀锌钢的成膜机理与铝合金类似,其膜层的主要组成成分是:Fe2O3、Ti O2和Zr O2等金属氧化物以及Zn F2、Zr F4等金属氟化物。