本发明提供了一种金属表面复合涂层的制备方法及改性金属材料。所述金属表面复合涂层的制备方法包括：配置包含有低表面能有机纳米粉体的复合电解液；控制所述复合电解液的温度为60‑90℃，在400V‑1000V的脉冲电压下，在所述复合电解液中利用强脉冲高频放电反应及辅助交联固化在所述金属基体表面形成复合涂层，所述复合涂层包括陶瓷层和聚合物层。本发明通过在电解液中添加低表面能有机纳米粉体，在强脉冲电压及高温电解液的微区环境下，通过活化诱导、静电吸附、辅助交联、化学镶嵌的协同作用，将低表面能有机纳米粉体一步沉积于金属基体表面，制备出具有分级微纳米结构的大厚度涂层，实现低表面能的有机聚合物在陶瓷层表面的全覆盖，大幅提高金属基体的耐蚀性。