Màng phosphat hoá tạo ra là do kết quả của phản ứng giữa dung dịch phosphat hoá với sắt kim loại.
Các muối đihydro phosphat của mangan và kẽm, khi hoà tan trong nước sẽ phân ly theo phương trình phản ứng:
Me(H2PO4)2=MeHPO4+ H3PO4 (Me: ion kim loại như của Mn, Zn)
Khi gia nhiệt dung dịch đến gần điểm sôi sẽ xảy ra phản ứng: 3Me(H2PO4)2=Me3(PO4)2+ 4H3PO4
Phương trình tổng quá có thể viết:
3Me(H2PO4)2=Me3(PO4)2+ 4H3PO4
Khi đưa chi tiết thép đã xử lý bề mặt vào dung dịch axit phosphoríc loãng thì sắt trên bề mặt chi tiết sẽ tan một phần, sau đó kết tủa theo phản ứng:
34 Fe + Fe(H2PO4)2 = 2FeHPO4+ H2 Fe + 2FeHPO4= Fe3(PO4)2+ H2
Như vậy có thể hiểu là khi có muối đihydro phosphat của các kim loại và axit H3PO4, bên cạnh việc hình thành lớp kết tủa Me3(PO4)2 sẽ có cả Fe3(PO)4 cùng kết tủa. Các phản ứng từ 1.7÷1.12 đều xảy ra, hình thành lớp phosphat trên bề mặt thép.
Trên bề mặt tiếp xúc với dung dịch, nồng độ muối phosphat tăng dần lên, khi đạt tới độ bão hoà sẽ kết tinh trên bề mặt kim loại tạo thành màng phosphat không tan trong nước. Sự hình thành màng phosphat này lại diễn ra trên bề mặt ngoài của kim loại. Tuy nhiên do phản ứng diễn ra không đều, có những chỗ phản ứng nhanh, có những chỗ phản ứng chậm, kết quả là màng phosphat hoá có những điểm ăn sâu vào bề mặt, sau đó phát triển lên và quá trình tạo thành màng phosphat chính là sự tác dụng lẫn nhau giữa muối phosphat và sắt trong thép. Khi màng phosphat được tạo thành, bề mặt chi tiết cách ly với dung dịch, vì vậy quan sát bọt khí hydro thoát ra nhiều hay ít có thể phán đoán quá trình phosphat hoá đã hoàn tất hay chưa.