有机涂装除了能改善基材的外观外,还可以减少金属基底的腐蚀。随着涂装工艺的发展,铬酸盐转化已成为最常用的涂装前处理工艺之一。铬酸盐转化膜在耐腐蚀和提升漆膜与基底粘结力方面表现优异,但六价铬是致癌物,已被欧盟明令限制使用。本论文以冷轧钢为研究对象,探究了偏钒酸铵与氟锆酸在冷轧钢基材上协同制备无铬转化膜的可行性。为了进一步提高钒/锆膜层与漆膜间的粘结力,将钒酸盐与已合成的植酸/聚乙烯醇/没食子酸（标记为PPG）溶胶结合,在冷轧钢上制备了拥有良好黏附性能的无机-有机杂化膜。本论文的主要研究工作和结果如下:（1）冷轧钢表面钒/锆转化膜的制备及其腐蚀防护性能的探究本文以偏钒酸铵与氟锆酸组成的混合溶液为钝化剂,通过浸渍法成功地在冷轧钢表面形成了钒/锆化学转化膜。通过膜的表面形貌和元素分析探究了钒、锆酸根离子在构建化学转化膜时的反应机理,并用极化曲线和电化学阻抗测试探究了钒/锆转化膜在成膜处理液pH、成膜时间和各组分用量等参数影响下的最佳成膜工艺及对冷轧钢的腐蚀防护性能,利用盐雾实验和冲击实验测试了钒/锆转化膜与外涂装层结合力。结果表明,钒酸盐在冷轧钢表面主要以无定形的氧化物形式存在,结构较为松散;锆相主要以ZrO2纳米颗粒的形式存在于基底上,与金属表面沉积的钒氧化物协同成膜,形成了钒/锆氧化物互相掺杂的化学转化膜,膜层均匀且致密。在最佳成膜条件下,与冷轧钢试样相比,腐蚀电流密度下降了约1.5个数量级,极化电阻值提高了约1.5个数量级,转化膜表现出优异的耐蚀性能。当钒/锆转化膜作为外涂装层和基底之间的“夹层”存在时,涂装层的附着力可以满足工业应用的最低标准。（2）冷轧钢表面高附着性凝胶转化膜的制备及性能研究本文利用没食子酸（GA）、聚乙烯醇（PVA）和植酸（PA）等原料合成了一种PPG溶胶材料,并与偏钒酸钠（NaVO3）协同在冷轧钢表面制备了一种无机-有机杂化化学转化膜（PPGV凝胶膜层）。采用电化学阻抗谱分析不同预处理时间的PPGV凝胶膜层的耐蚀性能,在确定的溶液pH值（4.5～5.5）和溶胶体积分数（10 V/V%）条件下,成膜25min时预处理层的耐蚀性能最佳。PPGV膜层上含有丰富的羟基和磷酸基,使得预处理层可以和后续环氧涂层之间紧密结合。漆膜冲击实验最高可达80 cm不破裂,划痕实验对附着力等级评价均为0级,所有样品均满足300 h中性盐雾实验漆膜无破裂。PPGV凝胶膜层不含磷、铬等危害性成分,对后续环氧涂层系统附着力的提升与现有的磷化工艺相当。