铝合金作为应用范围最广的有色轻金属材料,对国民经济的发展起着不可替代的作用。化学转化作为最经济有效的表面处理技术之一,在铝及铝合金的防护上有着广泛的应用,而传统化学转化技术采用的铬酸盐转化涂层（CrCC）由于铬酸盐的高毒性和致癌性逐渐被禁止使用。在CrCC众多的替代品中,锆钛转化膜被认为是最有希望取代CrCC的无铬化学转化膜。但与CrCC相比,锆钛转化膜目前的耐蚀性能和与漆膜的结合力都还有较大差距。本文以6061铝合金挤压型材为研究对象,以开发具有与漆膜较好结合力和更高耐蚀性能的无铬化学转化膜为研究目标,并对膜层的制备及成膜机理进行研究。论文主要研究工作及结果如下:（1）以H₂TiF₆、H₂ZrF₆为主成膜剂,通过添加偏磷酸钠和六水合硝酸铈,在6061铝合金表面制备了具有较高耐蚀性能的化学转化膜。研究了不同含量组分和不同工艺条件对成膜的影响,并确定了最优成膜工艺为:H₂TiF₆（50mass%）2ml·L^-1,H₂ZrF₆（40mass%）1 ml·L^-1,六偏磷酸钠0.5g·L^-1,Ce（NO₃）₃·6H₂O 0.1g·L^-1,反应温度30℃,反应时间150s,溶液pH为3.5。经极化曲线和交流阻抗测试,最优工艺膜层的腐蚀电位(E_corr)为-0.577V,腐蚀电流密度(I_corr)为0.1148μA·cm^-2,膜层电阻(R_ct)为68140?,表明膜层的耐蚀性能得到显著提高。（2）通过扫描电镜及能谱观察转化膜表面形貌及元素构成,并采用电子探针显微分析仪研究了在不同成膜阶段的铝合金微区结构的变化规律,结果表明,膜层主要含有Al、O、Ti、P元素,还含有少量F、Zr元素,推测主要成分为TiO₂、ZrO₂、Al₂O₃及少量磷化物。成膜开始于Al（Fe）Si金属间化合物上,Ce³⁺优先被吸附于金属间化合物上,其水解使得溶液局部pH下降,促进基体溶解电荷迁移,微阳极/微阴极反应的发生促使溶液局部pH升高,Na₃AlF₆/Al₂O₃、ZrO₂/TiO₂开始沉积在金属基体表面,沉积成膜。六偏磷酸钠在转化液中主要起到稳定剂以及分散剂的作用。（3）以水杨酸和六水合硝酸铈作为助剂,在铝合金表面得到完全不含Cr、P元素的Ti-Zr复合转化膜层,并研究了反应过程中各工艺对膜层的耐蚀性能的影响。成膜的最佳工艺为:H₂TiF₆（50mass%）4 ml·L^-1,H₂ZrF₆（45mass%）0.4 ml·L^-1,水杨酸0.35g·L^-1,Ce（NO₃）₃·6H₂O 0.14g·L^-1,反应时间120s,反应温度30℃,pH值为4.0。膜层的I_corr为0.2072μA·cm^-2,E_corr为-0.675V。