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多功能磷化液是集除油、除锈、磷化、钝化于一体的钢铁表面处理液,现有的多功能磷化处理工艺不够成熟和完善,除锈、防锈效果也难以同时满足需求。鉴于此,本论文在磷酸酸洗的基础上,对钢铁综合前处理配方进行研究,筛选出环保、低污染加速促进剂,采用单因素变量、正交实验、电化学等方法,研究多功能环保型磷化液及磷化工艺的优化,并探讨了其除锈、防锈性能及机理。主要研究内容为:研究了除锈前后试样表面的形貌、磷酸除锈的机理。通过电位首导法确定了不同浓度、不同温度下磷酸的除锈效率。磷酸酸洗浓度为14 wt%,温度为40℃时最优。通过电位-时间的曲线结合硫酸铜点滴实验及失重法,研究单一促进剂对磷化的影响,筛选出合适的促进剂。经过正交试验,优化出磷化效果最佳的配方,即苯并三氮唑:0.1 wt%、硝酸锌:5 wt%、磷酸二氢锌:6 wt%、钼酸钠:0.5 wt%、柠檬酸:2 wt%、聚氧乙烯辛基苯酚醚-10（OP-10）:0.1 wt%。通过SEM、动电位极化曲线、盐雾试验等测试方法,研究磷酸浓度、磷化温度、时间、超声磷化、后处理工艺等对磷化效果的影响。最终确定磷酸的浓度:14 wt%,磷化处理时间:35 min,最佳磷化温度范围:3040℃。超声磷化提高了磷化处理的速度,但经超声处理试样表面的耐腐蚀性能有所降低。后处理工艺得到的转化膜,通常磷化后自然晾干的耐蚀性能优于烘干后的耐蚀性能,烘干的优于磷化后立即水洗的耐腐蚀性能。通过SEM、XPS、EIS、动电位极化曲线等多种手段表征了磷化处理后膜的特征:对磷化膜进行SEM观察可知,磷化处理后表面形成一层转化膜。通过EDS、XPS分析可得,膜的主要成分包括MoO3、MoO2,ZnO、Fe2O3及Zn3（PO4）2·nH2O和FePO4。磷化处理后试样的耐腐蚀性能显著提高,硫酸铜点滴时间达到了110s,腐蚀电流密度从基体1.58×102uA·cm-2降低至2.05 uA·cm-2。电化学阻抗实验的拟合结果表明,磷化处理后磷酸盐膜中的电荷传递电阻从331.6?·cm-2提高到10346?·cm-2。