铝合金是一类具有诸多优良力学性能的轻质材料。其工业使用量仅次于第一大金属材料钢铁，特别是在高端装备制造中，各种系列铝合金扮演着重要角色。如：6XXX系列铝合金是一类大量应用于轻量化汽车车身材料。然而，铝合金耐蚀耐磨性差，严重阻碍了其进一步的应用。一般地，铝合金材料在使用之前都需要进行适当的表面处理以延长其服役寿命。因此，铝合金表面处理技术的开发一直是材料科学、化学化工等领域学者们的重点关注问题。化学转化技术因工艺简单等优点，被广泛应用于铝合金的表面防护。传统成熟的铬酸盐转化工艺具有高危害性和致癌性。工业中迫切需要完全无铬的环保工艺作为转换技术。本文以6063铝合金为研究材质，结合工业中具体工况的要求，研制了一种完全无铬有色膜转化工艺。本无铬有色转化液以K2TiF6为主成膜剂，K2ZrF6为辅助成膜物质，无机金属盐B为上色剂，再配以多羟基有机酸C为络合剂的一种四组份水剂体系。K2ZrF6辅助成膜剂与钛盐主剂按一定比例添加可以很好地提高转化膜的耐蚀性；金属盐B的添加可以使膜层上色；络合剂有机酸C的适量配入后，体系更稳定，同时可以有效的改善膜层色泽不均匀性，使膜层呈均一金黄色。单因素和正交试验确定了最优转化液组分配比和工作条件：2g/L K2TiF6，0.8g/L K2ZrF6，0.4g/L着色剂金属盐B，0.6g/L络合剂有机酸C；T/25℃，pH/3.0，t/7min。转化液稳定，成本低廉，连续2个月的工厂现场生产情况良好，适合工业上的批量生产。在优化配方配比和工作条件下，该无铬转化可以得到与ZHM1028六价铬工艺（一种成熟铬酸盐工艺）相似的金黄色膜。中性盐雾（NSS）、盐水浸泡、铬酸盐点滴及电化学试验表明：有色膜对6063铝合金基体起到了良好的耐蚀保护作用。经有色转化处理后，电化学Tafel测试自腐蚀电流密度（Jcorr）和交流阻抗（EIS）测试阻抗值（R）相应的都有一个数量级的下降和增加。耐盐水浸泡、酸性点滴时间都有数十倍的提高。但与六价铬工艺相比，膜层耐蚀性方面还有不小的提升空间，无铬有色膜耐NSS时间不足24小时。后续漆膜结合力测试表明，本无铬工艺达到了六价铬同等水平，划格测试评级为0级最佳水平。通过XPS（X射线光电子能谱）等表征技术对无铬有色膜表面进行了综合分析。XPS、EDS（能量色散谱仪）技术检测表明：Al、Mo、Ti、O、F及少量合金元素Mg是有色膜的主要组成元素，Al2O3、Mo2O5、MoO3、MgF2为各元素主要结合物相。阴极区有Mo2O72-还原，其还原态为5价。通过分析不同处理时间（3、6、9min）膜层SEM（扫描电镜）微观形貌和EDS元素含量的变化趋势，推测出有色膜大致由两个前后成膜阶段组成：首先是F-离子与基材相互作用，与合金元素Mg结合成MgF2，同时有Al2O3的沉积物的形成，此时对应于成膜3min前后，膜层不连续，膜色不明显；随后是溶液中成膜物质相应物相Mo2O5，TiO2在微阴极区的大量堆积成膜，成膜6min前后有此明显变化，此时膜层连续，颜色呈金黄色。此外，从膜层显色方面分析，Mo2O5、TiO2物相在转化膜表面的形成堆积，是该无铬膜的显色缘由。