磷的化学过程包括电化学反应。各磷化体系及基质磷化反应机理复杂。尽管科学家们在这一领域做了很多研究，但对其了解得还不全面。长期以来，磷化膜的形成机制，很容易用一个化学反应方程来描述：

8fe5me(h2po4)28h2h3po4-me2fe(po4)24h2o(膜)4h2o(膜)7FeHPO4(沉积)8H2

这是锰，锌等。马库等人认为，经过特殊的磷化处理，将钢铁浸入含有磷酸和磷酸二氢盐的高温溶液中，可生成由磷酸盐沉淀物组成的粒状磷化膜，生成磷酸铁沉淀物和氢气。这种机制的解释很粗糙，无法完全解释成膜过程。近年来，随着对磷化过程研究的不断深入，学者们普遍认为磷化成膜过程主要包括以下四个阶段：

(1)酸蚀使贱金属表面的氢含量下降。

二代Fe2

2H2-2e2[H](1)

重氢。

加快速度(氧化速度)。

(a)[O][H][R]。

2[O]Fe3[R]

分子式中，[O]为促进剂(氧化剂),[R]为还原产物。由于助剂在第一步反应中氧化生成的氢原子，反应(1)就加速了，而且金属表面的氢气浓度进一步急剧下降。与此同时，溶液中的二氧化铁被氧化为三氧化铁。

磷酸的多级解离

H3PO4H2PO42-2HPO43-3H-3H-(3)

随着金属表面氢浓度的急剧降低，磷化特制磷酸根的平衡状态右移，最后变成PO43-。

磷沉淀结晶形成磷化膜。

从金属表面解离PO43-后，溶液(金属界面)中的金属离子(如Zn2,Mn2,Ca2,Fe2)达到一定的溶度积常数Ksp，就会形成磷酸盐沉淀。

Zn2Fe2PO43-H2OZn2Fe(PO4)24H2O(4)

3Zn22po43-4H2O=Zn3(PO4)24H2O(5)

磷沉淀物与水分子共同形成磷化晶核，晶核不断生长形成磷化晶粒，大量的磷化膜聚集在一起。

磷酸盐沉淀的副反应是磷酸盐的生成。

三氯甲烷43-=四氯甲烷(6)

以上机理不仅可以解释锌系、锰系、锌钙系的磷化过程，而且可以指导磷化配方和磷化工艺设计。正如上面所述，适当的氧化剂可提高反应速度(2)；氢气浓度越低，磷酸盐的解离平衡就越靠右，解离PO43-就越容易。如金属表面的点-面活化结合，则可以在沉淀反应(4)和(5)中形成磷酸盐沉淀核，但不能太多地充满；磷化沉淀物的生成依赖于反应(1)和反应(2)。高浓度的氢气溶液和强加速剂使沉积物增加。所以在实际磷化配方和工艺实施过程中，表面均为适当的强化剂(氧化剂)、高酸比(相对较低的游离酸，即氢气浓度)、以及调整金属表面活性点，可提高磷化反应速度，并可在低温快速形成膜。所以在低温速磷化配方设计中，一般遵循上述原理，选择强促进剂、高酸比和表面调节等工艺。磷化专用工艺：磷化沉淀物。因为磷化沉淀物主要是FePO4，为了减少Fe3的数量，必须减少其数量，方法有两种：降低磷化液中H的浓度(低游离酸度)；降低促进剂的浓度，以减少Fe2被氧化成Fe3。

磷化过程中锌和铝的作用机制基本相同。磷化速率快，磷化膜只含有磷酸锌，沉积物少。一般情况下，在铝磷化反应中应添加较多的氟化物，形成AlFe3和AlFe63-，其聚合机理与上述基本相同。