首先,磷化剂在水溶液中发生电离,随温度的升高,离解度增大。在一定的温度下处于平衡状态。当金属与磷化液接触时,钢铁受游离酸的侵蚀而发生反应,产生的氢气被溶液中的氧化剂氧化成水,同时部分Fe2+离子也被溶液中的氧化剂氧化成Fe3+,Fe3+与PO43-生成FePO4成为残渣,部分Fe2+参与成膜反应。
这些反应都是发生在金属表面。由于反应式的发生,反应式的平衡被打破,平衡向右移动,同时,反应式的发生加速了式的电离,电离出越来越多的Zn2+和PO43-使得金属表面附近的Zn2+、PO43-和Fe2+的浓度过饱和,当大于Zn3(PO4)2或Zn2Fe(PO4) 2的溶度积时,不溶性的磷酸正盐就沉积在溶液与金属的界面上,由此形成磷化膜。在生成磷化膜的同时,由于消耗掉Zn2+及PO43-使得反应平衡继续右移,这样,从Zn(H2PO4)2中又电离出H+、Zn2+PO43-等离子,溶液又处于新的平衡中。
可以看出,磷化液就是一种缓冲溶液,在生产中,它一直处于一种动态平衡状态中,金属表面的活性点增多,即晶核增多,有利于磷化膜的结晶,这也是表面调整的理论基础。
实际的磷化反应比上面描述的过程复杂得多,因为磷化液中有不同的氧化剂、催化剂、络合剂等,还有许多副反应发生。