弹簧在含有锰、铁、锌的磷酸盐溶液中进行化学处理，使表面生成一层磷酸盐或磷酸氢盐的结晶膜层的方法，称为磷化处理。经过磷酸盐处理后，弹簧表面就生成了具有晶粒结构的磷酸盐保护层。保护层的外形、构造与性质，取决于磷酸盐处理溶液的酸度及其温度。如果温度低或酸度较高，则所得的磷酸盐保护层将是粗糙而不光滑的，即是粗晶结构的保护层。相反，在磷酸盐处理过程中，如果酸度较弱，而且把溶液温度严格控制在一定的范围内(96—99、)，则由于铁盐在溶液中的浓度比较低，这时得到的保护层，就具有微晶结构，摸起来是光滑的，但不具光泽。

磷化膜的外观呈暗灰色或灰色，不甚美观。但是，它具有显微孔隙，对油漆及油类有很好的附着力。所以，为了提高磷化处理保护层的抗蚀能力，弹簧表面在磷化处理后，一般应再涂上各种各样的油漆、涂料或黄油，也可为了美观，涂一定的着色剂。磷化膜的厚度远远地超过氧化膜的厚度，其抗蚀能力为氧化膜的2—10倍以上。磷化膜的厚度与磷化溶液的成分和工艺规范有很大的关系。它的厚度一般为5—15μm，但是对改变弹簧材料的截面尺寸影响甚微，因为在磷化膜生成的同时，基体金属表面也部分溶解在磷化溶液中。

磷化膜在一般大气条件下以及在动、植物、矿物油类中均较稳定，在某些有机溶剂(如苯、甲苯等)中，也较稳定。因此，在上述介质中工作的弹簧，可采用磷化膜作保护层。但是，磷化膜在酸，碱、海水、氨水及蒸汽的浸蚀下，不能防止基体金属的锈蚀，若在磷化表面浸漆、浸油后，则抗蚀能力可大大提高。

磷化膜在400—500℃的温度下，可经受短时间的烘烤。过高的温度能使磷化膜抗蚀能力降低。因此，某些在高温下工作的弹簧(如炮弹发射部分的弹簧)都采用磷化处理。磷化膜的缺点是硬度低，机械强度弱、有脆性。经磷化处理的钢片，弯曲变形180°时，常常有细小裂纹出现。另外，在磷化处理中会产生大量氢气，因此，经磷化处理后的弹簧具有氢脆现象，一般应经过去氢处理。磷化处理所需的设备简单、操作方便、成本低、生产效率高，再加上磷化膜的上述特点，因此，它也是弹簧表面处理的常见方法之一。