本发明公开了一种强耐蚀的AlZr合金双层阳极氧化层及其制备方法，包括：AlZr合金预处理；将预处理后的AlZr合金作为阳极，铂丝为阴极，浸入温度为20℃～30℃的电解质溶液中进行阳极氧化，以1.67V/S～6.67V/S的线性升压速度，将电压从0V线性升压至50V～200V后并保持600s，以在合金表面形成晶态Al2O3层且在晶态Al2O3层表面形成非晶态Al2O3层。本发明实现一步法制备双层阳极氧化层，并通过设置线性升压且调控达到目标电压后保持600s的方式，可有效提高合金在高温条件下的抗氧化性以及在恶劣环境下的抗腐蚀性能；非晶态Al2O3层可有效阻碍原子扩散，提高合金的稳定性。