磷化是一種化學與電化學反應形成磷酸鹽化學轉化膜的過程，所形成的磷酸鹽轉化膜稱之為磷化膜。磷化的目的主要是：1.給基體金屬提供保護，在一定程度上防止金屬被腐蝕；2.用於塗漆前打底，提高漆膜層的附著力與防腐蝕能力；3.在金屬冷加工工藝中起減摩潤滑使用。
基本原理
磷化過程包括化學與電化學反應。不同磷化體系的磷化反應機理比較複雜。雖然科學家在這方面已做過大量的研究，但至今未完全弄清楚。在很早以前，曾以一個化學反應方程式簡單表述磷化成膜機理：
8Fe 5Me(H2PO4)2 8H2O H3PO4=Me2Fe(PO4)2?4H2O(膜) Me3(PO4)?4H2O(膜) 7FeHPO4(沉渣) 8H2↑
Me為Mn、Zn等，Machu等認為，鋼鐵在含有磷酸及磷酸二氫鹽的高溫溶液中浸泡，將形成以磷酸鹽沉澱物組成的晶粒狀磷化膜，併產生磷酸一氫鐵沉渣和氫氣。這個機理解釋比較粗糙，不能完整地解釋成膜過程。隨著對磷化研究逐步深入，當今，各學者比較贊同的觀點是磷化成膜過程主要是由如下4個步聚組成：
①酸的浸蝕使基體金屬表面H 濃度降低
Fe–2e→Fe2
2H2－ 2e→H2(1)
②促進劑（氧化劑）加速
[O] [H]→[R] H2O
Fe2 [O]→Fe3 [R]
式中[O]為促進劑（氧化劑），[R]為還原產物，由於促進劑氧化掉第一步反應所產生的氫原子，加快了反應（1）的速度，進一步導致金屬表面H 濃度急劇下降。同時也將溶液中的Fe2 氧化成為Fe3 。
③磷酸根的多級離解
H3PO4→H2PO4－ H →HPO42－ 2H →PO43－ 3H－（3）
由於金屬表面的H 濃度急劇下降，導致磷酸根各級離解平衡向右移動，最終為PO43-。
④磷酸鹽沉澱結晶成為磷化膜
當金屬表面離解出的PO43－與溶液中（金屬界面）的金屬離子（如Zn2 、Mn2 、Ca2 、Fe2 ）達到溶度積常數Ksp時，就會形成磷酸鹽沉澱
Zn2 Fe2 PO43－ H2O→Zn2Fe(PO4)2?4H2O↓（4）
3Zn2 2PO43－ 4H2O=Zn3(PO4)2?4H2O↓（5）
磷酸鹽沉澱與水分子一起形成磷化晶核，晶核繼續長大成為磷化晶粒，無數個晶粒緊密堆集形而上學成磷化膜。
磷酸鹽沉澱的副反應將形成磷化沉渣
Fe3 PO43－=FePO4（6）
以上機理不僅可解釋鋅系、錳系、鋅鈣系磷化成膜過程，還可指導磷化配方與磷化工藝的設計。從以上機理可以看出：適當的氧化劑可提高反應（2）的速度；較低的H 濃度可使磷酸根離解反應（3）的離解平衡更易向右移動離解出PO43-；金屬表面如存在活性點面結合時，可使沉澱反應（4）（5）不需太大的過飽和即可形成磷酸鹽沉澱晶核；磷化沉渣的產生取決於反應（1）與反應（2），溶液H 濃度高，促進劑強均使沉渣增多。相應，在實際磷化配方與工藝實施中表面為：適當較強的促進劑（氧化劑）；較高的酸比（相對較低的遊離酸，即H 濃度）；使金屬表面調整到具備活性點均能提高磷化反應速度，能在較低溫度下快速成膜。因此在低溫快速磷化配方設計時一般遵循上述機理，選擇強促進劑、高酸比、表面調整工序等。
