彈簧在含有錳、鐵、鋅的磷酸鹽溶液中進行化學處理，使表面生成一層磷酸鹽或磷酸氫鹽的結晶膜層的方法，稱為磷化處理。經過磷酸鹽處理后，彈簧表面就生成了具有晶粒結構的磷酸鹽保護層。保護層的外形、構造與性質，取決于磷酸鹽處理溶液的酸度及其溫度。如果溫度低或酸度較高，則所得的磷酸鹽保護層將是粗糙而不光滑的，即是粗晶結構的保護層。相反，在磷酸鹽處理過程中，如果酸度較弱，而且把溶液溫度嚴格控制在一定的范圍內(96—99、)，則由于鐵鹽在溶液中的濃度比較低，這時得到的保護層，就具有微晶結構，摸起來是光滑的，但不具光澤。

磷化膜的外觀呈暗灰色或灰色，不甚美觀。但是，它具有顯微孔隙，對油漆及油類有很好的附著力。所以，為了提高磷化處理保護層的抗蝕能力，彈簧表面在磷化處理后，一般應再涂上各種各樣的油漆、涂料或黃油，也可為了美觀，涂一定的著色劑。磷化膜的厚度遠遠地超過氧化膜的厚度，其抗蝕能力為氧化膜的2—10倍以上。磷化膜的厚度與磷化溶液的成分和工藝規范有很大的關系。它的厚度一般為5—15μm，但是對改變彈簧材料的截面尺寸影響甚微，因為在磷化膜生成的同時，基體金屬表面也部分溶解在磷化溶液中。

磷化膜在一般大氣條件下以及在動、植物、礦物油類中均較穩定，在某些有機溶劑(如苯、甲苯等)中，也較穩定。因此，在上述介質中工作的彈簧，可采用磷化膜作保護層。但是，磷化膜在酸，堿、海水、氨水及蒸汽的浸蝕下，不能防止基體金屬的銹蝕，若在磷化表面浸漆、浸油后，則抗蝕能力可大大提高。

磷化膜在400—500℃的溫度下，可經受短時間的烘烤。過高的溫度能使磷化膜抗蝕能力降低。因此，某些在高溫下工作的彈簧(如炮彈發射部分的彈簧)都采用磷化處理。磷化膜的缺點是硬度低，機械強度弱、有脆性。經磷化處理的鋼片，彎曲變形180°時，常常有細小裂紋出現。另外，在磷化處理中會產生大量氫氣，因此，經磷化處理后的彈簧具有氫脆現象，一般應經過去氫處理。磷化處理所需的設備簡單、操作方便、成本低、生產效率高，再加上磷化膜的上述特點，因此，它也是彈簧表面處理的常見方法之一。